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【STM32F0实验】基于STM32 M0的ASK报警接收系统

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 楼主| littleshrimp 发表于 2012-8-25 21:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
接收系统, STM32F0, AC, 代码, ic
本帖最后由 littleshrimp 于 2012-8-31 12:42 编辑

收到在21IC申请的STM32F0开发板已经有一阵子了，因为最近工作比较忙一直没抽出时间来做测试。
前两天21IC的小丫蛋打来电话，要我在指定时间提交实验结果，否则就要收回开发板。
吓的我赶忙把预先想做的实验重新缕一编，编出来这个题目。
然后在后边的贴子会一点点发布测试结果。

笔记+代码
你提供的这个地址有问题呀，打不开。。= =
首先要保证你有设置回复的这个权力。
如果论坛是DZ服务的，在回复可见的内容插入代码

【stm32f0实验】基于STM32 M0的ASK报警接收系统.zip (2.28 MB, 下载次数: 301)
MSP430G2553模块ASK设备
msp430g2553 ASK 模拟.zip (425 Bytes, 下载次数: 97)
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 楼主| littleshrimp 发表于 2012-8-25 21:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 littleshrimp 于 2012-8-26 22:04 编辑

现在市场上铺天盖地的报警终端多使用315 ASK声表面波射频发射模块，比如红外报警、烟雾报警、煤气报警、门磁报警等。而他们的发射芯片的编码方式基本相同，拆开一个模块会发现里边有一个12位的地址跳线和一个3位的速率路线。
门磁图片.jpg
门磁报警模块
每位地址悬空时对应的信号编码为10，跳到1时对应的编码为11，跳到0时对应的编码为00。ASK波形如图1所示：
时序.jpg
图1
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 楼主| littleshrimp 发表于 2012-8-25 21:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 littleshrimp 于 2012-8-26 22:06 编辑

速率跳线只是改变电平的宽度对编码波形不会产生影响，当一次报警触发后主机会多次发送地址码。 ASK接收模块使用MAXIM-IC的MAX7036芯片，MAX7036是一款低成本ASK接收模块，支持300MHz到450MHz频率，频率调节只需要修改晶振大小即可。处理器使用STM32F051R8 CORTEM-M0芯片，STM32F051R8集成32位带有捕获比较功能的定时器和12位DAC可以输出高品质音频。 MAX7036通过DATAOUT引脚输出空中的ASK信号，因为芯片本身不对接收到的信号做滤波处理，所以在没有报警触发时DATAOUT引脚会间歇性输出高出ASK本身的干扰信号。如图2所示：
干扰波形.jpg

图2

附上使用EXCEL画的波形图
EXCEL TIMING.zip (26.33 KB, 下载次数: 54)
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 楼主| littleshrimp 发表于 2012-8-25 21:29 | 显示全部楼层
通过STM32F051R8 32位定时器的捕获比较功能将每一个电平跳变的时长捕获，通过软件滤波将无用的杂波过滤。
         通过截取有效地址并与系统中绑定的ID相匹配判断哪个模块触发报警，然后通过12位DAC输入音频“第XX防区报警”。
系统结构如图3所示： 3.jpg
图3
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 楼主| littleshrimp 发表于 2012-8-25 21:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 littleshrimp 于 2012-8-25 22:09 编辑

程序流程图如图4所示：
流程图.jpeg

图4

接下来就是安装MDK 4.54
keil.jpg
安装MDK附带的ST-LINK驱动，驱动文件在MDK的安装路径下的驱动程序。
我的目录是：D:\Keil\ARM\STLink\USBDriver
st-link.jpg
st-link-1.jpg
插上STM32F0-Discovery
系统会提示安装驱动程序，因为我是WIN7，提示无法验证**翅程序软件的发布者，点击始终安装此驱动程序软件完成驱动程序安装。
st-link2.jpg
如果没有其它问题系统会提示安装完成。
st-link3.jpg
在设备管理器的“通用总线控制器”下会看到 STMicroelectronics STLink dongle。说明驱动程序安装正确。
st-link4.jpg
这时开发板的状态为STLink两个红灯长亮，MCU控制的绿灯闪烁。
5.jpg
接下来使用MDK打开从STMCU.ORG下载的示例代码。
我使用的例程是: STM32F0-Discovery_FW_V1.0.0\Project\Peripheral_Examples\TIM_TimeBase
keil1.jpg
编译后下载并运行。这时
此时开发板的状态为STLink两个红灯长亮，MCU控制的绿灯和蓝灯长亮。
 6.jpg




附上STMCU.ORG的例程
stm32f0_stdperiph_lib.zip (11.55 MB, 下载次数: 303)

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Harvard 发表于 2012-8-25 22:35 | 显示全部楼层
真酷
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58180698 发表于 2012-8-25 22:48 | 显示全部楼层
哇，还在收回开发版啊？
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21小跑堂 发表于 2012-8-26 01:14 | 显示全部楼层
这么酷的帖子我要是不督促你，你若忘记发了，那岂不是论坛的一大损失哦！:lol
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21小跑堂 发表于 2012-8-26 01:24 | 显示全部楼层
哇，还在收回开发版啊？
58180698 发表于 2012-8-25 22:48

哈哈！送出的岂有回收的道理呀！
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 楼主| littleshrimp 发表于 2012-8-26 15:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 littleshrimp 于 2012-8-26 15:09 编辑

基本思路已经清晰，接下来就是写代码。
第一次接触过STM32，首先得测测定时器2的捕获功能。
STM32F0的标准库（stm32f0_stdperiph_lib.zip）里提供了非常丰富的使用例程，实现ASK波形采集的代码可以参考例程：TIM_PWM_Input
路径：STM32F0-Discovery_FW_V1.0.0\Project\Peripheral_Examples\TIM_PWM_Input

首先修改main ()函数中的设置
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  1. 

  2.   //TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity =TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿捕获
    

  3.   TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_BothEdge;//修改为同时捕获上升沿和下降沿

PS:同时捕获两种电平的原因为是，通过图3可以看出一组有效数据的前后有一个很长的低电平。这个低电平可以作为判断几组数据的分隔符，而最后一位数据的电平宽度是由高电平决定的，无法仅通过捕获的低电平来判断。
接下来打开stm32f0xx_it.h文件
定义两个长度为100的32位数组用于存放高低电平
复制

  1. 

  2. __IO uint32_t highlevels[100],lowlevels[100];

定义两个变量用于存放高低电平数组的索引
复制

  1. 

  2. __IO uint8_t highlevel_index = 0,lowlevel_index = 0;

然后找到用于产生捕获中断的TIM2_IRQHandler()函数
修改代码为
复制

  1. 

  2. void TIM2_IRQHandler(void)
    

  3. {
    

  4.   /* Get the Input Capture value */
    

  5.   IC2Value = TIM_GetCapture2(TIM2);
    

  6.          //判断捕获引脚电平
    

  7.          if(GPIOA->IDR & GPIO_Pin_1)
    

  8.          {
    

  9.                    //如果引脚电平为高,说明是上升沿捕获,即前一个电平为低电平.
    

  10.                    lowlevels[lowlevel_index++] = IC2Value;
    

  11.          }
    

  12.          else
    

  13.          {
    

  14.                    //否则为高电平
    

  15.                    highlevels[highlevel_index++] = IC2Value;                
    

  16.          }
    

  17. //   if (IC2Value != 0)
    

  18. //   {
    

  19. //     highlevels[highlevel_index++] = IC2Value;
    

  20. //   }
    

  21. //   else
    

  22. //   {
    

  23. //   }       
    

  24.          if(highlevel_index >100)
    

  25.          {
    

  26.                    //ASK数据解码
    

  27.                    ASK_DECODE();
    

  28.                    highlevel_index = 0;
    

  29.                    lowlevel_index = 0;
    

  30.          }
    

  31.   /* Clear TIM2 Capture compare interrupt pending bit */
    

  32.   TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2);
    

  33. __nop();
    

  34. }

编译下载并运行程序，将断点设置在if(highlevel_index >100)内。
使用一个单片机产生占比约83%的方波得到的结果如下图所示：
tim2.jpg
附上用于测试TIM2捕获的代码：
TIM_PWM_Input.rar (1.11 MB, 下载次数: 93)
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dfsa 发表于 2012-8-26 15:25 | 显示全部楼层
很不错，鼓励共享
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无冕之王 发表于 2012-8-26 15:40 | 显示全部楼层
这么酷的帖子我要是不督促你，你若忘记发了，那岂不是论坛的一大损失哦！:lol
21小跑堂 发表于 2012-8-26 01:14

的确是很不错的帖子
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yybj 发表于 2012-8-26 15:45 | 显示全部楼层
很给力，值得借鉴
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秋天落叶 发表于 2012-8-26 15:56 | 显示全部楼层
还是得小跑堂在后面催啊，很不错
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zhangleiat185 发表于 2012-8-26 15:59 | 显示全部楼层
等我小车调好了，也上来秀一秀，呵呵
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jialio 发表于 2012-8-26 21:26 | 显示全部楼层
提示: 该帖被管理员或版主屏蔽
 楼主| littleshrimp 发表于 2012-8-27 18:24 | 显示全部楼层
因为前边提到过MAX7036在没有收到信号时它的DATAOUT引脚会间歇输出一个高于实际信号频率的杂波，如果不过滤掉会占用过多的处理器周期。
接下来的工作是做数字滤波，听起来比较好听。其实就是判断电平的宽度，把频率过高的脉冲过滤掉。
定义一个常量用于允许的最小宽度，因为不同的系统中STM32的运行速度不同。这个值取决于STM32的时钟频率和ASK发射模块的速率。min_val要小于STM32捕获到有效数据位的高电平+低电平的最小宽度。
复制

  1. 

  2. #define min_val 10000

定义一个32位变量用于临时存放高电平。
复制

  1. 

  2. __IO uint32_t high_t=0;

在捕获中断中将捕获到的高电平存放在临时变量中。
然后在捕获到低电平的判断中判断high_t+ IC2Value（当前低电平的宽度）是否大于最小数据宽度min_val。
如果满足条件，则将存放在high_t中的上一个高电平和当前低电平IC2Value添加到数组。否则清除已经捕获的数据，让数组索引从零开始。
复制

  1. 

  2.                    //如果引脚电平为高,说明是上升沿捕获,即前一个电平为低电平.
    

  3.                    if(high_t + IC2Value >min_val)
    

  4.                    {
    

  5.                             lowlevels[lowlevel_index++] = IC2Value;                   
    

  6.                             highlevels[highlevel_index++] = high_t;  
    

  7.                    }
    

  8.                    else
    

  9.                    {
    

  10.                             highlevel_index = 0;
    

  11.                             lowlevel_index = 0;
    

  12.                    }

这样就完成了对无效数据的过滤，减小处理器的负荷。
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 楼主| littleshrimp 发表于 2012-8-27 21:43 | 显示全部楼层
接下来连接MAX7036评估板到STM32F0-Discovery上
max7036.jpg
进入STM32的调试模式，还将断点设置在if(highlevel_index >100)内。
触发报警器发送ID为0x00FAAA8A的ASK信号，这时捕获到的数据如下：
askh.jpg askl.jpg
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 楼主| littleshrimp 发表于 2012-8-27 21:46 | 显示全部楼层
修改ASK_DEC()函数内容为
复制

  1. 

  2. void ASK_DECODE(void)
    

  3. {
    

  4.          uint16_t i,j;
    

  5.          slave_id=0;
    

  6.          for(i=1;i<lowlevel_index-25;i++)//循环查找数据间隔
    

  7.          {
    

  8.                    if(lowlevels[i-1]/lowlevels[i]>10 && lowlevels[i-1+25]/lowlevels[i+25]>10 )
    

  9.                    {
    

  10.                             for(j=i+1;j<i+25;j++)
    

  11.                             {
    

  12.                                      slave_id<<=1;
    

  13.                                      if(highlevels[j]>10000)//数值大于10000视为1,否则为0
    

  14.                                      {
    

  15.                                                highlevels[j]=1;                            //无用,仅在分析数据时做为参考
    

  16.                                                slave_id |=1;
    

  17.                                      }
    

  18.                                      else highlevels[j]=0;//无用,仅在分析数据时做为参考
    

  19.                             }
    

  20.                             break;
    

  21.                    }
    

  22.          }
    

  23. }

这时解码后的ID如图
slave_id.jpg
与发送ID一至，证明解码成功，此时已经完成ASK的解码。
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捡漏王子 发表于 2012-8-27 21:49 | 显示全部楼层
不错
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