# 蓝芯物联_STM32 Blue Pill 硬件平台

**Repository Path**: WS3269864565/computer-hardware-integration

## Basic Information

- **Project Name**: 蓝芯物联_STM32 Blue Pill 硬件平台
- **Description**: STM32单片机综合实验，含交通灯、风扇、智能家居、门禁、车载卫士五个嵌入式项目。
- **Primary Language**: C
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 2
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-05-19
- **Last Updated**: 2026-09-21

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# STM32 计算机硬件综合实验

STM32F103C8T6 (Cortex-M3 "Blue Pill") 嵌入式项目集合，涵盖 GPIO、定时器 PWM、中断、SPI、UART、Flash 存储等多种片上外设的综合应用。

**课程**: 大学计算机硬件综合实验
**平台**: Keil MDK uVision 5 + ARMCLANG V6.7 + STM32F10x 标准外设库 V3.5.0

---

## 项目概览

| 序号 | 工程 | 核心功能 | 技术亮点 |
|------|------|----------|----------|
| HW4_2 | [Traffic](./HW4_2_Traffic/) | 双向交通灯 + 倒计时 | 8 相位状态机，TM1637 位敲击，非阻塞节拍 |
| HW4_3 | [Fan](./HW4_3_Fan/) | 桌面风扇控制器 | 双路硬件 PWM，舵机 50Hz，定时关闭 |
| HW4_4 | [SmartHome](./HW4_4_SmartHome/) | 智能家居系统 | 多传感器联动，DHT11，4×4 矩阵键盘，OLED |
| HW5 | [DoorLock](./HW5_DoorLock/) | 智能门禁安防 | RC522 硬件 SPI，UART 中断，Flash 持久化，RFID |
| HW6 | [CarGuardian](./HW6_CarGuardian/) | 智能车载卫士 | 6 传感器优先级仲裁，EXTI 双路径，Python 上位机 |

## 技术栈

- **MCU**: STM32F103C8T6（128KB Flash / 20KB RAM / 72MHz Cortex-M3）
- **IDE**: Keil MDK uVision 5
- **编译器**: ARMCLANG V6.7
- **C 标准**: C99
- **库**: STM32F10x Standard Peripherals Library V3.5.0
- **宏定义**: `STM32F10X_MD`, `USE_STDPERIPH_DRIVER`
- **调试/烧录**: ST-Link V2 (SWD: PA13 + PA14)

## 工程结构

每个工程遵循统一的目录布局：

```
<工程名>/
  code/          — 应用层源代码 (.c/.h)
  start/         — CMSIS 核心文件 + 启动汇编
  Library/       — STM32F10x 标准外设库（各工程完全相同）
  Objects/       — 编译输出（gitignore）
  Listings/      — 链接器清单（gitignore）
  DebugConfig/   — 调试器配置
  *.uvprojx      — Keil uVision 工程文件
  README.md      — 项目详细介绍
```

## 快速开始

### 编译与烧录

1. 用 Keil MDK uVision 5 打开目标工程的 `.uvprojx` 文件
2. 确认编译器选择 ARMCLANG V6.7，目标芯片 STM32F103C8
3. 编译宏已预设：`STM32F10X_MD`, `USE_STDPERIPH_DRIVER`
4. 通过 ST-Link V2 连接 SWD 接口（PA13/SWDIO + PA14/SWCLK + GND + 3.3V）
5. 点击 Build (F7) 编译，Download (F8) 烧录

### 没有命令行构建

本仓库所有工程均依赖 Keil MDK IDE 构建，没有 Makefile 或 CMake。如需命令行构建，可使用 Keil 的 `UV4.exe` 命令行接口。

## 通用架构模式

### 裸机超级循环

所有工程均采用 `while(1)` 超级循环架构，无 RTOS。`main()` 中先调用 `SystemInit()` 配置 72MHz 时钟，再逐一初始化各模块，最后进入无限循环。

### 非阻塞 vs 阻塞

| 模式 | 使用工程 | 定时方式 |
|------|---------|----------|
| 非阻塞节拍驱动 | HW4_2, HW5, HW6 | TIM 定时器 → 消费标志 → 状态机 |
| 阻塞延时 | HW4_3, HW4_4 | `Delay_ms()` 阻塞主循环 |

### 引脚定义集中管理

每个工程在 `hw_config.h`（或 `traffic_hw.h`）中集中定义所有引脚宏，包含对应的端口、RCC 时钟和模式。

### 位敲击 vs 硬件外设

| 工程 | TM1637 | OLED | DHT11 | SPI | UART |
|------|--------|------|-------|-----|------|
| HW4_2 | 位敲击 | — | — | — | — |
| HW4_3 | 位敲击 | — | — | — | — |
| HW4_4 | — | 位敲击 | 位敲击 | — | — |
| HW5 | — | 位敲击 | — | **硬件 SPI1** | **中断 USART1** |
| HW6 | — | 位敲击 | 位敲击（脉冲计数） | — | **中断 USART1** |

### 中断与 DMA

- **USART1 接收**: 使用中断驱动的环形缓冲区（64 字节），以换行符分隔命令
- **EXTI 中断**: HW6 中火焰（EXTI2）和倾斜（EXTI1）使用 GPIO 外部中断双路径检测
- **定时器中断**: TIM2/TIM4 用于系统节拍，TIM2/TIM3 用于硬件 PWM
- 无工程使用 DMA

## 技术演进路线

项目按复杂度递进，每一级引入新的外设和软件模式：

```
LED_TEST ──→ HW4_2 ──→ HW4_3 ──→ HW4_4 ──→ HW5 ──→ HW6
 GPIO输出    状态机    硬件PWM   多传感器   SPI+UART   多优先级
 最小模板   位敲击    多按键    矩阵键盘   Flash存储   双路径检测
            TM1637    舵机      DHT11     RFID        Python上位机
```

## 外接设备清单（全部工程）

### 传感器
- DHT11 温湿度模块、光敏电阻模块
- 震动开关、倾斜开关、火焰检测、声音检测（LM393）、红外避障

### 显示
- TM1637 四位数码管
- SSD1306 128×64 OLED（I2C 位敲击）

### 执行器
- 直流风扇（PWM 调速）、SG90 舵机（50Hz PWM）
- 5V 继电器 + 12V 电磁锁（fail-secure 断电上锁）
- 有源蜂鸣器（NPN 驱动 / 直接 GPIO）
- 共阴 RGB LED（红绿蓝 7 色）

### 通信
- RC522 RFID 读卡器（13.56MHz SPI）
- USB-TTL CH340 模块（115200 8N1）

### 输入
- 轻触按键 / 微动开关（GPIO 内部上拉）
- 4×4 矩阵键盘（行列扫描）

## 供电策略

- **3.3V 轨**: 所有传感器 + OLED + TM1637（低功耗数字模块）
- **5V 轨**: 蜂鸣器 + 继电器模块（需要更高电压/电流的模块）
- **12V 外部**: 电磁锁（通过继电器隔离，不接入 STM32 电源轨）
- 模拟和数字部分共用 GND

## 文档

每个子工程目录下有详细的 README.md 和接线说明：
- [HW4_2 接线说明](./HW4_2_Traffic/WIRING.md)
- [HW6 接线表](./HW6_CarGuardian/接线表.md)
- [CLAUDE.md](./CLAUDE.md) — AI 辅助开发指南

## 相关工具

- [STM32F10x 标准外设库 V3.5.0](https://www.st.com/en/embedded-software/stm32-standard-peripheral-libraries.html)
- [Keil MDK uVision](https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm)
- [STM32CubeProgrammer](https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeprog.html)（备选烧录工具）