无锡职业技术学院 陆 海 乐明于

电子指示与报警装置是是基于功能强大的STM32F103单片机的串口外设功能以及GPIO外设功能而设计的。设计的电路元素包括led灯，蜂鸣器等。首先详细介绍STM32单片机串口功能，以及单片机串口的配置与使用，然后详细介绍STM32单片机GPIO的配置，之后对于蜂鸣器的配置连接使用等。我们综合单片机的GPIO和串口以及led灯综合设计一个由串口接口控制的电子led指示与报警装置。

指示和报警装置在人们的生活中无处不在，例如，在一些机器装置上会以绿灯作为设备运行状态指示（绿灯亮了表示设备运行），在危险地带设立红灯警示等。所以指示灯和报警装置对人们的生活生产是很重要的。STM32F103单片机设计的能够由串口控制的LED指示与蜂鸣器报警装置就是针对于人们对于指示报警装置的需求而设计的，迎合市场有很大的实际意义。

1 电子指示与报警装置的构成

1.1 STM32单片机的串口

串口通讯全称也叫：通用的同步异步发射器，它能够很好的帮助我们编程调试我们程序。Stm32的串口外设能够满足工业化标准对数据的格式要求，能够产生和支持多种波特率。与此同时能够实现同步通讯和半双工通讯，可以说能够满足各种需求，并且支持DMA通道的请求。Stm32的串口通过有两个主要接口来与其他设备通讯，分别是RX与TX。RX是用来接受数据的引脚，当有数据来的时候会通过这个角存入到stm32单片机的缓存器中，tx引脚用串口用来发送数据的引脚，它的初始状态为高电平。

1.2 LED灯

LED是一种半导体设计，可以将电能转换成可见光，它可以将电直接转换成光，LED的核心是一个半导体芯片，芯片的一端连接在支架上，一端是负极，另一端与电源正极相连，使整个芯片被环氧树脂封装，半导体分为两部分，一部分是以空穴为主的p型半导体，另一部分是N型半导体，但当两个半导体连接时，它们之间就形成了一个p-n连接。在p区，电子和空穴连接，然后以光子的形式发射能量。这就是led能够产生光亮的缘由。光的波长，即光的颜色，由形成p-n连接的材料决定。以不同的材料为基础通过半导体电路发出各种各样的光芒。

1.3 蜂鸣器

蜂鸣器是一种由直流电驱动的集成式电子发声器，我们生活的许多角落都再使用它。蜂鸣器发声是由振动装置和声振装置组成。它的工作原理是：二次信号输入由谐振装置转换成声音输出。

原理图如图1所示：

图1 蜂鸣器原理图

2 硬件设计

将单片机的配置的led以及蜂鸣器的GPIO口分别与对应的电子设备相连，注意很多led小灯限流很小所以有时我们需要接一个限流电阻或者注意蜂鸣器与led的选型。

3 程序设计

首先我们会对我们的各个模块进行初始化配置，包括GPIO的配置，串口的配置。配置好了之后对各个GPIO的状态进行初始化（默认为灭）。配置串口的接受中断函数，也就是当由串口数据接受的时候触发串口中断，将程序转向到中断服务函数当中去，我们从中将串口数据取出。在事先做好的协议中显示相应的状态，例如当串口接受到0x01的时候判定为安全时LED1亮起，当串口接受到0x02的时候判定为危险LED2亮起，并且触发蜂鸣器（让蜂鸣器响起）。

程序代码如下：

结语：电子LED指示与报警装置使用了串口的接口，可以兼容任何的具有串口功能的装置，在检测装置检测到危险之后，或者在正常运行的启动后。发送字节的数据到装置上，装置根据字节信息选择显示的状态。能偶在人们的工作生产的过程当中可以很好的做一个警示的信息的传递。因此电子LED指示与报警装置具有很大的实际价值，兼容性强使用方便。所以学习了解这个装置的意义还是很大的。