2。3  本章小结

本章主要对系统的功能需求进行了分析，包含变压器被盗状态检测模块、系统控制器模块、报警及通信模块、供电电路。完成对变压器被盗信息的采集、处理，实现被盗信息的数据远传，同时包含系统的自保护功能。

3  硬件电路设计

3。1  微控制器

单片机作为远程防盗报警系统的核心，在整个系统中起着控制支配的作用，它与其它模块相互连接，从这些模块中接收和处理各类数据，并向这些模块发送一些命令对其进行控制。

STM32F1系列属于中低端的32位ARM微控制器，内核采用Cortex-M3，具有高度集成化的特点，具有定时器，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART等多种功能。

设计中使用的开发平台是ALIENTEK的STM32F103ZET6单片机开发板，该开发板板载资源十分丰富，同时也扩充了丰富的串口与功能模块，充分利用了STM32F103ZET6单片机的内部资源，开发方便。其板载资源图如图3。1所示。论文网

  图3。1  STM32F103ZET6单片机开发板资源图

下面对设计过程中用到的主要资源或功能模块进行介绍。

1）STM32F103ZET6

STM32F103ZET6是开发板的核心，它具有64KB SRAM、512KBFLASH、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA控制器、3个SPI、2个IIC、5个串口、1个USB、1个CAN、3个12位ADC、1个12位DAC、1个SDIO、1个FSMC、112个通用IO口。

2）IO口

STM32共有7组IO口，每组16个，共有112个通用IO口，开发板上引出了STM32的所有IO口，其中板上的两组排针引出了106个IO口，RTC晶振占用了两个IO口，串口1占用了PA9和PA10，串口2占用了PA2和PA3。由于板上资源很多，所以对很多IO口进行了功能复用，在本设计中对于信号的采集尽量采用独立的IO口，以防出现不必要的影响和干扰。

3）LED

STM32开发板上共有3个板载的LED灯，原理图如图3。2所示。

图3。2  LED内部原理图

其中PWR是系统电源指示灯，发蓝光。LED0（DS0）与PB5相连，当LED0即PB5为1时，发光二极管截止，不能发光，而当PB5为0时，二极管导通，发红光。同理，LED1（DS1）与PE5相连，PE5为低电平时发黄光。在本设计过程中，LED0和LED1常被用来指示程序运行情况，便于程序的查错与调试。

4）按键

STM32F103板载有3个输入按键，分别为KEY0、KEY1和WK_UP。其原理图如图3。3所示。

图3。3  按键内部原理图

KEY_UP与PA0相连，是高电平触发的按键输入，同时也可以作为STM32的唤醒输入，且该按键是高电平触发，没有下拉电阻，所以程序配置相应的IO口时，必须设置成下拉输入模式。

KEY0和KEY1分别与PE4、PE3相连，是普通的输入按键，低电平触发有效，原理图中没有上拉电阻，所以配置IO口时必须设置成上拉输入模式。

在通信模块调试过程中，为了测试发短信功能的稳定性，采用了按键触发短信发送，每按一下发送一次短信。

5）有源蜂鸣器

开发板上自带了一个有源蜂鸣器BEEP，其原理图如图3。4所示。

图3。4  有源蜂鸣器内部原理图

该有源蜂鸣器自带振荡电路，只要接上电就会自动震荡产生鸣叫。蜂鸣器的驱动信号与PB8相连，与LED直接由IO口驱动不同，这里是采用三极管扩流后再驱动的，这样IO口只需提供很小的电流就可以驱动蜂鸣器。

在变压器防盗设计中，确认盗窃时，发送报警短信的同时，可以驱动蜂鸣器响起，起到一定的警告威慑作用。

6）ADC

STM32F103拥有3个ADC，这些ADC可以单独使用，也可以双重使用以提高采样率，且每个ADC都是12位的逐次逼近型数字转换器，具有18个通道，每个通道有对应的GPIO口，其对应关系如表3。1所示。