纸张计数--电赛

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基于stm32f407的MCU和NE555设计电路再加4.3寸触摸屏幕

重在分享和整理：这个题目算是入门stm32之后第一次走出开发板，用最小系统做的一个电赛题目，收获很多，希望看到的朋友们在大学期间能够多参加机甲大师，电赛等一些含金量比较高的比赛，还可以考一下软考（嵌入式系统设计师），刚开始大一，大二上学期玩开发板期间可以参加蓝桥杯这样的比赛 以赛促学真的很不错

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

前期工作：硬件：了解NE555搭建出较好，研究外部电路，搭建出较稳定的硬件结构。
软件：按键使用，屏幕或者串口的使用，学习PWM输入捕获，AT24C02的读写操作，滤波算法，查询算法，

思路：使用的STM32自带的输入捕获，让捕获频率在1Mhz（1um）级别，捕获精度可以说足够了。一个按键控制校准分别捕获1张2张3张…等纸张的频率存储到AT24C02上，最好每捕获一张在屏幕给一个提示值，方便观察。另一个按键主要是查表，如果这次捕获的频率跟AT24C02表格中的值一样，把它通过算法进行输出。大致思路就是这样。
难点：硬件上的不稳定

一、硬件部分

整体硬件展示（如下图）

现成：stm32f407 mcu 4.3触摸屏 FDC2214（有钱省事可以直接使用，不用搭建ne555）
搭建：使用NE555芯片、覆铜板、电阻、电容等搭建成一个电容测量电路（电容的不同会引起OUT引脚输出频率的变化，mcu测主要工作就是测量ne555 out管脚输出的频率大小。硬件搭建较为简单，难点在软件实现上）

NE555引脚图：

搭建NE555外部电路:实则只需要两个电阻、两个电容和两个覆铜板

硬件搭建难点：要给两覆铜板设计一个结构，1.使得每次覆铜板重合的部分完全相同，2.使得不管是几张纸受到的压力都是相同的不能是纸张变多了，空间给的是个定值，纸张的受到的压力就是越来越大。连接覆铜板上的两个引线最好使用双绞线，管脚线的话每次移动都能使频率发生变化。遵循这几个原则设计结构比较合理。

广告，哈哈：NE555物美价廉，适合学习阶段使用，提高自己的动手能力

二、软件部分

***********************************列出部分代码#######################

0.主函数：

代码如下（示例）：

int main(void)
{
     
//*********************中断优先级NVIC配置**************************	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2

//*************************驱动初始化************************
	delay_init(168);  //初始化延时函数
	uart_init(115200);//初始化串口波特率为115200
	LCD_Init();
	Led_Init();
	AT24CXX_Init();
	EXTIX_Init();

 	TIM14_PWM_Init(1000-1,84-1);       	//84M/84=1Mhz的计数频率计数到1000,PWM频率为1M/1000=1Khz
 	TIM3_CH1_Cap_Init(0XFFFFFFFF,84-1); //以1Mhz的频率计数 1um


//************************功能实现*************************	
	AT24CXX_WriteOneByte(0,0);
	AT24CXX_WriteOneByte(1,0);//开始两个存储单元保存没有纸张对应的频率
	AT24CXX_Read(0,list,80);//测试用，读取eepram中的数值
	Lcd_Config();

 	while(1)
	{
     
		TIM_SetCompare1(TIM14,600); //修改比较值，修改占空比	600/1000
		//USART_Per();//串口建立关系表函数 调试阶段，用串口建立一个纸张——频率的表格，以防硬件电路影响代码
		Capture();
		
		EXTI_Status=Key_Scanf(0);

		if(EXTI_Status==1)//wk_up按键   右键  校验
		{
     

 			KK_UP_operation();
		}
		
		if(EXTI_Status==2)//key0按键  左键  检测
		{
     
			KEY0_operation();
			
		}
	
	}
}

1.校验

其中：temp为为PWM捕获的值，见1.1输入捕获
代码如下（示例）：

void KK_UP_operation(void)
{
     
	u32 static number;

	LCD_Clear(WHITE);
	Lcd_Config();
	EXTI_Status=0;		
	LED1=1;
	LED2=0;

	eeprom_add += 2;
	xiaoyan(eeprom_add,temp);

	//输出提示
	sprintf((char*)successfulp_Buff,"Store Success:%dn",++number);
	LCD_ShowString(30,230,210,24,24,successfulp_Buff);
	printf("Store successful\r\n");	
}

1.1输入捕获

void Capture(void)
{
     
			if(TIM3CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次高电平
			{
     
				temp=TIM3CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
				temp*=0XFFFFFFFF; //溢出时间总和
				temp+=TIM3CH1_CAPTURE_VAL; //得到总的高电平时间
				
				sprintf((char*)PWM_In_Buff,"HIGH:%d Mhz",temp);
				LCD_ShowString(30,260,230,24,24,PWM_In_Buff);
				TIM3CH1_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获
			}
}

2.检测

代码如下（示例）：

void KEY0_operation(void)
{
     
	LCD_Clear(WHITE);
	Lcd_Config();

	EXTI_Status=0;		
	LED1=0;
	LED2=1;

	Poper_Num = Detection(temp);

	sprintf((char*)Paper_Buff,"PAPER_NUM:%dz",Poper_Num);
	LCD_ShowString(30,290,210,24,24,Paper_Buff);
}

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总结：

这篇文章只是展示了一个大概思路。对于捕获建议捕获一个周期，因为电容的变化会引起频率的变化，而一个周期才能在一定程度上反映出频率的大小变化，我只是捕获了一个周期的高电平时间，没有一般性，对于实际应用不适用，最好是捕获一个周期，或者几个周期求平均值。
但是之后相出一个好一点的办法，就是用定时器，设置为上升沿触发，记录触发的次数，能直观的反映出频率的大小，如果最求精确的话定时的周期是一个值得讨论的问题，并不是时间越久越好。