《基于STM32的防酒駕控制系統(tǒng)設(shè)計》12000字（論文）

III第3章系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計3.1嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計防酒駕嵌入式系統(tǒng)外圍輸入模塊、處理模塊和輸出模塊三個主要環(huán)節(jié)組成，根據(jù)第2章確定的系統(tǒng)架構(gòu)，以根據(jù)單片機為核心，結(jié)合外圍電路組成嵌入式防酒駕系統(tǒng)。單片機在系統(tǒng)中相當(dāng)于大腦，是連接輸入與輸出的橋梁，使得看似沒有直接關(guān)系的輸入/出模塊內(nèi)部形成一定的信息傳輸路徑。系統(tǒng)在運行過程中，缺少任何環(huán)節(jié)系統(tǒng)都無法正常工作，若沒有輸入信號，則系統(tǒng)無法輸出結(jié)果，若系統(tǒng)只有輸入沒有輸出，則該系統(tǒng)無法滿足產(chǎn)品需求，下圖是本嵌入式防酒駕系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖：嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2控制中樞模塊與外電源轉(zhuǎn)換電路3.2.1控制中樞模塊介紹在防酒駕系統(tǒng)控制中樞核心是ST公司型號STM32單片機芯片，本次選用的是STM32芯片，STM32芯片是STM30的芯片升級版，保持I/O兼容性，但是運行速度更快、內(nèi)存較豐富，價格便宜等優(yōu)勢。ST公司型號STM32單片機芯片由定時計數(shù)器、中斷處理器、數(shù)據(jù)寄存器、數(shù)據(jù)處理器等四個部分組成。定時計數(shù)器是硬件上由觸發(fā)芯片和定時晶元組成，在系統(tǒng)主要作為定時器與計數(shù)器使用，STM32芯片有2個定時器與1個計數(shù)器，運用一定軟件配置，定時器與計數(shù)器可以相互轉(zhuǎn)換；中斷處理器在硬件上由SIC片和晶元組成，STM32芯片一共有5個中斷處理器，其中中斷0優(yōu)先級最高，中斷4優(yōu)先級最低，中斷0一般用在復(fù)位信號中，可以無條件響應(yīng)；數(shù)據(jù)存儲器在硬件由磁頭、磁芯和磁盤組成，由內(nèi)到外像渦流狀，上面有上億個存儲小單元空間，每個小空間都有獨立的地址，每個小空間可以存儲8個字節(jié)；數(shù)據(jù)處理器一般有軟件配置而且，當(dāng)數(shù)據(jù)從存儲器調(diào)用出來后會進入處理器進行處理，處理的后結(jié)果再次存入存儲器，然后由輸出模塊調(diào)用處理后的數(shù)據(jù)送入顯示模塊[7]。ST公司的STM32系列單片機芯片與STM32系列芯片供電范圍一樣，為3.3V±0.2V，芯片內(nèi)部的通流能力固定，當(dāng)供電電壓低于3.1V時，電源的供電功率達不到單片機芯片最小啟動功率，會造成單片機芯片無法正常工作，很多字模塊無法運行；當(dāng)供電電壓超過3.5V時，電源的供電功率超過單片機芯片最大的啟動功率會造成單片機芯片直接燒毀。ST公司的STM32系列單片機芯片內(nèi)部嵌入256Kb的隨機存儲器（SRAM），因此不用外部額外擴展隨機存儲器，使用STM32芯片的系統(tǒng)在運行速度相比于其它內(nèi)部不嵌入SARM會更快。另外ST公司的STM32系列單片機芯片很多GPIO具有復(fù)合功能，比如PA6與PA7通過軟件可以配置成普通GPIO口或者串口，作為普通GPIO可以作為輸入輸出口，當(dāng)作為串口時，可以為程序下載口或者通信口。下圖是ST公司的STM32系列單片機管腳功能圖。圖：ST公司的STM32系列單片機管腳功能圖3.2.2單片機最小系統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換電路一般嵌入式設(shè)計系統(tǒng)輸入電壓為市電AC220V，經(jīng)過整流降壓與濾波穩(wěn)壓輸出DC5V，下圖是電源轉(zhuǎn)換示意圖：圖：電源轉(zhuǎn)換示意圖ST公司的32系列MCU芯片工作電壓為3.1~3.5V，參考標準電壓是3.3V，設(shè)計系統(tǒng)輸入電壓為AC220V，經(jīng)過適配器整流和降壓后輸出DC5V到設(shè)備電源輸入端，然后在經(jīng)過二次降壓輸出MCU芯片工作電壓，采用AMS1117-3.3LDO芯片，可以把DC5V直接轉(zhuǎn)化為3.3V輸出，AMS1117-3.3具有低功耗輸出穩(wěn)定等特性，但是對輸入電壓要求比較高，會隨著輸入電壓變化輸出隨著變化。下圖是電源轉(zhuǎn)換示意圖：圖：電源轉(zhuǎn)換示意圖3.3主要輸入與輸出信號電路設(shè)計3.3.1酒精采集電路設(shè)計本文所用的酒精濃度檢測的傳感器是MQ-3在設(shè)計該檢測電路的時候只需要運用簡易的電路就能把電導(dǎo)率的改變變?yōu)榕c檢測酒精氣體的濃度變化相對應(yīng)的信號值。MQ-3型酒精傳感器主要特點是靈敏度很高、響應(yīng)速度快、精度很高而且抗干擾能力強，例外該器件可以長期穩(wěn)定工作，不會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，因此得到了廣泛使用。在使用MQ-3型酒精傳感器需要注意，酒精傳感器在檢測信號之前需要啟動預(yù)熱一會才可以使用。本文設(shè)計了下圖酒精信號采集電路。圖：酒精采集電路接線圖從上圖接線圖可知，酒精傳感器共有6個引腳，1、2和3號接電源VCC，2號引腳與5號引腳之間有一個電阻絲，隨著氣體濃度變化，阻值也會發(fā)生改變，例外5號引腳串聯(lián)一個大電阻接GND，形成了分壓電路，6號引腳（jiujing）與單片機相連接，4號引腳串聯(lián)一個電阻接GND。其中6號引腳輸出的模擬信號，經(jīng)過單片機模數(shù)轉(zhuǎn)換后再進一步處理。3.3.2LCD1602液晶屏顯示電路設(shè)計LCD1602液晶屏是在HD44780液晶屏的基礎(chǔ)開發(fā)而成，主要區(qū)別是HD44780是由物理信號控制的，而LCD1602由數(shù)字量控制，因此控制準確度更高。LCD1602主要有顯示晶元、處理單元和存儲器組成。顯示晶元是對外設(shè)備，人機交互界面；LCD1602由DDRAM、CGRAM與CDROM三類存儲組成，分別存儲不同的內(nèi)容，其中DDRAM存儲控制中心發(fā)送的數(shù)據(jù)，CGROM存儲處理單元輸出數(shù)據(jù)，CDROM存儲液晶屏底層顯示程序。LCD1602液晶屏的管腳功能如下表所示：表：LCD1602液晶屏的管腳功能LCD1602液晶屏供電電壓范圍5V±0.5V，額定電壓是5V，本系統(tǒng)輸入電壓為5V，因此不需要額外增加電源轉(zhuǎn)換電本系統(tǒng)使用的是5V電壓。該液晶顯示模塊采用雙電源供電，一路是系統(tǒng)硬件單元供電另一路是背光電源，背光電源電路由電位器控制，通過調(diào)整電位器阻值控制背光亮度，從而使控制液晶屏的清晰度。LCD1602共有8根數(shù)據(jù)線，總共可以顯示28種類字符，液晶屏處理單元收到控制中心發(fā)來的二進制數(shù)據(jù)，經(jīng)過字符變量對比輸出需要顯示的內(nèi)容。3.3.3蜂鳴器和繼電器驅(qū)動與控制電路設(shè)計在本設(shè)計系統(tǒng)選用蜂鳴器作為報警裝置，常用的蜂鳴器有兩種有源和無源，無源蜂鳴器功耗低、控制電路簡單，可以直接用單片機GPIO口直接控制，但是報警聲音很低，不適合本設(shè)計系統(tǒng)中使用，有源蜂鳴器需要外部供電，因此具有報警聲音大與可以用PWM波控制輸出動態(tài)音量。蜂鳴器供電電壓范圍為5V±0.5V，額定電壓為5V與系統(tǒng)輸入電壓相同，因此不需要額外增加電源轉(zhuǎn)換電路。另外蜂鳴器的啟動功耗為0.3W，但是單片機GPIO最大功耗只有0.2W低于蜂鳴器的啟動功耗，為了提高單片機GPIO管腳帶載能力，選用三極管進行控制，在設(shè)計的電路中三極管工作在放大區(qū)，采用8050型號的三極管，放大倍數(shù)默認是100，所以滿足本系統(tǒng)設(shè)計要求，下圖是蜂鳴器驅(qū)動與控制電路。圖：蜂鳴器驅(qū)動與控制電路在上圖中，當(dāng)三極管8050處于斷開狀態(tài)下，蜂鳴器供電電源被切斷，因此蜂鳴器處于關(guān)斷狀態(tài)，反之只要三極管8050導(dǎo)通，則系統(tǒng)供電正常，蜂鳴器啟動運行。電阻R1是限流電阻，防止因為三極管突然短路造成電流過大燒毀單片機GPIO口。默認情況下，單片機GPIO口PA4處于低電平，讓三極管處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)PA4電平由低電平跳變成高電平，三極管8050導(dǎo)通，蜂鳴器啟動運行，本文控制系統(tǒng)蜂鳴器不要動態(tài)調(diào)整音量，因此蜂鳴器驅(qū)動占空比始終保持為1或者0。繼電器驅(qū)動控制電路同樣采用三極管控制，與蜂鳴器相同。3.4系統(tǒng)硬件原理圖設(shè)計系統(tǒng)功能與元器件選型確定后就進入原理圖設(shè)計環(huán)節(jié)，原理圖把系統(tǒng)需要的元器件按照功能電路進行電氣連接，目前常用的原理圖繪制軟件有Protel、AltiumDesigner、Candence等工程軟件，這些電子線路設(shè)計軟件都是在TANGO軟件包開發(fā)的，Protel是TANGO升級版，集成了印制電路板設(shè)計與仿真功能，為了簡化設(shè)計復(fù)雜度與增加快捷鍵，AltiumDesigner是Protel衍生版本，后來Protel逐漸被AltiumDesigner所替代，目前常用的AltiumDesigner版本為AltiumDesigner10與AltiumDesigner15。Candence主要用在高速電路板設(shè)計上，集成了強大高度電路仿真能力，一般用在手機主控板、電腦主板等方面上。防酒駕原理圖與PCB采用AltiumDesigner10軟件進行設(shè)計，根據(jù)本系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能設(shè)計模塊電路圖，具體繪制步驟如下：列出本系統(tǒng)使用的元器件，根據(jù)元器件規(guī)格書尺寸圖在AltiumDesigner10軟件中繪制對應(yīng)的封裝圖，若之前所用過的器件則不需要再繪制封裝圖；建立防酒駕工程文件，并且在工程文件下添加原理圖與PCB工作簿，在原理圖繪制界面調(diào)出本系統(tǒng)需要的元器件；原理圖設(shè)計完成后，對所有的原理圖進行檢查，若檢查無問題導(dǎo)入到PCB工作簿中；根據(jù)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)繪制印制電路板的尺寸，確定功能模塊布局，并進行走線繪制與輔銅；走線繪制與輔銅完成后進行DRC（電氣關(guān)系）檢查，若沒有問題，在接口或者關(guān)鍵部分標出絲印。下圖是原理圖設(shè)計流程圖。圖：原理圖設(shè)計流程理圖3.5本章總結(jié)本章詳細闡述了系統(tǒng)的硬件架構(gòu)組成，介紹了控制中心中最小系統(tǒng)電路與電路設(shè)計思路與硬件電路組成，從功能上介紹了系統(tǒng)外圍電路組成硬件電路部分，最后對原理圖設(shè)計。第4章系統(tǒng)軟件平臺設(shè)計4.1嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境與工具嵌入式軟件結(jié)構(gòu)由一系列功能模塊程序與底層模塊程序組成，底層模塊程序一般MCU在出廠時已經(jīng)固化在芯片內(nèi)部，軟件設(shè)計時直接調(diào)用即可，在底層程序基本上進行應(yīng)用程序和通訊程序設(shè)計。4.1.1嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境ST公司51/STM32單片機芯片開發(fā)軟件都可以用Keil軟件，51系列使用的KeilC51版本，STM32使用的是KeiluVision版本，Keil軟件是德國KeilSoftware推出的，目前意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的單片機芯片都可以使用Keil軟件作為編譯環(huán)境。Keil軟件是圖形化界面，快捷方式便利并且可以自定義快捷鍵，結(jié)合仿真器可以對設(shè)計軟件進行在線編譯、仿真與修改。Keil軟件層次結(jié)構(gòu)明了，芯片的底層程序已經(jīng)嵌入到軟件中，只要確定芯片種類，底層程序就自動被調(diào)用。其中Keil有以下特點：Keil軟件可以在多種操作系統(tǒng)中使用，如WINXP、WIN7/10、Linux、Ubuntu等多種操作系統(tǒng)；Keil軟件結(jié)合仿真器支持在線調(diào)試與仿真實驗，可以使得軟件單點或者多點運行；Keil有多種快捷方式并且可以自定義，極大促進了軟件發(fā)開效率，常用程序編寫錯誤可以實時提示，當(dāng)在軟件編譯出現(xiàn)錯誤時可以快速定位錯誤位置，增強軟件運行速度。4.1.2嵌入式軟件開發(fā)工具在嵌入式軟件開發(fā)過程中，若需要實現(xiàn)軟件在線編譯、修改與仿真，則需要仿真器工具，其中仿真器相當(dāng)于虛擬硬件，可以軟件進行“跑”，在軟件開發(fā)初期充當(dāng)硬件實物使用，另外使用仿真器給系統(tǒng)燒寫軟件速度很快。4.2嵌入式軟件框架和工作流程4.2.1嵌入式軟件框架介紹嵌入式軟件框架主要包含底層軟件架構(gòu)與應(yīng)用軟件框架，底層模塊程序一般MCU在出廠時已經(jīng)固化在芯片內(nèi)部，產(chǎn)品的規(guī)劃時功能模塊程序的確定尤其重要，應(yīng)用軟件是系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能進行撰寫，下圖是嵌入式軟件架構(gòu)。圖：嵌入式軟件架構(gòu)4.2.2嵌入式軟件工作流程嵌入式軟件啟動后，首先系統(tǒng)自動復(fù)位一次，對變量進行清零，然后進入初始化模塊程序，然后控制中下發(fā)指令到系統(tǒng)輸入模塊，把傳感器采集到的數(shù)據(jù)送入控制單元，控制中心對收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過一些列處理后，處理后的數(shù)據(jù)送入存儲器，當(dāng)需要數(shù)據(jù)輸出后，控制中心下發(fā)輸出指令到輸出模塊，最后數(shù)據(jù)模塊調(diào)用剛才存儲器里面數(shù)據(jù)。下圖為嵌入式軟件工作流程圖。圖：嵌入式軟件工作流程圖4.3主要系統(tǒng)信號采集與處理程序設(shè)計4.3.1按鍵檢測程序設(shè)計當(dāng)程序中定義的I/O口引腳檢測到時低電平，則程序進入按鍵中斷處理程序，延時1ms后，若引腳繼續(xù)檢測到低電平，則確定按鍵按下，執(zhí)行相應(yīng)的子程序，實現(xiàn)功能。按鍵執(zhí)行流程圖如下圖所示。圖：按鍵程序執(zhí)行流程圖4.3.2酒精濃度測量程序設(shè)計本文設(shè)計的控制系統(tǒng)模塊酒精濃度測量使用的是MQ-3傳感器，其原理是把采集到的酒精濃度轉(zhuǎn)化為電壓信號送入A/D轉(zhuǎn)換器，然后經(jīng)過A/D處理后轉(zhuǎn)換為相應(yīng)數(shù)字信號發(fā)送到單片機，經(jīng)過控制中心內(nèi)部處理后輸出酒精濃度信號。這里主要闡述單片機內(nèi)部把采集酒精濃度數(shù)字信號時如何轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的酒精濃度信號。下面是轉(zhuǎn)換的核心程度。U8Get_Adc_Average(u8ch,u8times){ U8temp_val=0; u8t; for(t=0;t<times;t++) { temp_val+=Get_Adc(ch); delay_ms(5); } returntemp_val/times;} adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_0,3); ligh=(float)adcx*(3.3/255)*1.5*100%;其中adcx值就是A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)值，ligh是轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的酒精濃度值，其中濃度變化范圍是0-100%之間。下圖是程序運行流程圖。圖：酒精傳感器程序運行流程圖4.4本章小結(jié)本章前面主要對嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境、系統(tǒng)框架與軟件開發(fā)流程進行定性描述，然后軟件結(jié)構(gòu)組成部分進行說明，最后對各個功能模塊軟件運行流程圖進行說明，從功能上介紹了各個子控模塊（信號采集、信號處理與信號輸出等）軟件運行流程圖。

第5章系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析5.1系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境搭建在軟硬件系統(tǒng)設(shè)計完成后，可以先用萬用板（面包板）焊接出實物，確定系統(tǒng)滿足設(shè)計要求后把設(shè)計好的PCB進行打樣與焊接，調(diào)試環(huán)境主要包括焊接實物、供電電源、示波器和萬用表等工具。其中實物焊接主要分為以下步驟：把元器件進行功能模塊分類，如單片機最小系統(tǒng)、電源轉(zhuǎn)換電路、信號采集電路和信號輸出電路所用的元器件放在一起，并且用萬用表測量電阻阻值、電容容值、二極管極性是否在正常范圍內(nèi)；在萬用板（面包板）上確定結(jié)構(gòu)布局，縱向一般采用輸入信號靠近板子下端，板子中間為單片機最小系統(tǒng)，最上端為輸出信號端；橫向一般采用左側(cè)信號輸入端，中間為信號處理端，右側(cè)為信號輸出端，所以本系統(tǒng)布局為：下方為電源輸入接口，中間為單片機控制中心；防酒駕系統(tǒng)布局完成后，把各個功能模塊元器件依次插入到在面包板上；元器件放置在面包板上后用電烙鐵進行焊接，首先把元器件固定在面包板上，然后用斜口鉗剪去元器件多余的管腳，最后根據(jù)電氣關(guān)系進行系統(tǒng)線路焊接；最后一步檢查，主要包括虛焊、漏焊接不良檢查、短路檢查、功能模塊電路檢查、電氣關(guān)系檢查等。如下圖為焊接的硬件實物圖。圖:系統(tǒng)調(diào)試平臺由于系統(tǒng)輸入電壓為DC5V電壓，嵌入式設(shè)計系統(tǒng)輸入電壓為市電AC220V，經(jīng)過整流降壓與濾波穩(wěn)壓輸出DC5V，然后DC5V到防酒駕系統(tǒng)電源輸入口。5.2防酒駕系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試主要分為軟件調(diào)試、關(guān)鍵器件調(diào)試與硬件調(diào)試，其中軟件測試包括系統(tǒng)在線仿真（運用仿真器）、功能模塊運行參數(shù)確定和中斷優(yōu)先級判斷等方面；關(guān)鍵器件調(diào)試包括電源轉(zhuǎn)換芯片參數(shù)調(diào)試、輸入與輸出信號靈敏度調(diào)試；硬件調(diào)試主要包括系統(tǒng)功能性驗證。5.2.1系統(tǒng)軟件調(diào)試系統(tǒng)軟件編譯沒有問題后，進入在線仿真后，首先單步運行查看系統(tǒng)流程是否滿足設(shè)計要求，若不滿足則需要調(diào)整軟件結(jié)構(gòu)，當(dāng)滿足設(shè)計要求后，判斷各個功能模塊默認參數(shù)是否正確，子函數(shù)定義是否合理，最后給程序打不同的斷點確認中斷優(yōu)先級是否正確。經(jīng)實際調(diào)試后防酒駕都滿足系統(tǒng)要求5.2.2關(guān)鍵器件驗證啟動系統(tǒng)電源，測量系統(tǒng)各處電壓是否正常，實際測試所有電壓都正常，按鍵復(fù)位按鍵，讓系統(tǒng)手動復(fù)位一次。經(jīng)過實際測試，單片機芯片可以正常工作。5.2.3系統(tǒng)硬件調(diào)試在本次撰寫的軟件編譯無Bug后，用下載器或者放置器燒寫到單片機芯片中，開始進行功能與性能驗證，主要從以下三個方面調(diào)試。（1）功能驗證：經(jīng)過上步驗證沒有問題后，進入功能驗證，對著系統(tǒng)功能設(shè)計要求，逐一驗證所有所有功能，經(jīng)過實際功能驗證，設(shè)計的系統(tǒng)完全滿足設(shè)計需求；（2）可靠性驗證：把產(chǎn)品實物放在高溫40度環(huán)境中運行8小時，經(jīng)測試，本設(shè)計系統(tǒng)可以在高溫40度環(huán)境穩(wěn)定運行。5.3系統(tǒng)整體調(diào)試結(jié)果分析5.3.1調(diào)試數(shù)據(jù)分析防酒駕系統(tǒng)在實際環(huán)境運行時，會因為環(huán)境系數(shù)（溫濕度、噪音等）參數(shù)或者人為操作不當(dāng)帶人的動作誤差或者系統(tǒng)本身特性會影響系統(tǒng)的系統(tǒng)運行，在測試設(shè)備和測試方法上造成一定的干擾因素從而影響系統(tǒng)的輸出結(jié)果不滿足設(shè)計要求，從而在某一當(dāng)面會干擾到系統(tǒng)采集到的輸入?yún)?shù)與實際輸入的參數(shù)有差距。防酒駕系統(tǒng)在實際環(huán)境中運行時，輸入信號經(jīng)過采集端到數(shù)據(jù)處理中心由于系統(tǒng)自身原因有一定時間的延時，從而造成系統(tǒng)處理的參數(shù)不精確產(chǎn)生一定量的誤差。由于誤差量的存在使得系統(tǒng)輸出結(jié)果不是真實值，因此需要去除誤差，在現(xiàn)代系統(tǒng)控制中主要運用修正的策略來彌補現(xiàn)實環(huán)境中的誤差，因此需要找出適合本系統(tǒng)的修正值，修正值的確定有以下幾種方案。查找書籍、影像資料或者相關(guān)手冊資料，看之前相關(guān)方面數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差是如何修改得到準確的修正值；經(jīng)過大數(shù)據(jù)模擬分析，尋找一條適合本系統(tǒng)的修正系數(shù)，然后使用該修正系數(shù)反推原始值，看原始值與系統(tǒng)輸入信號值是否相近，反復(fù)進行迭代直到找到本系統(tǒng)的修正系數(shù)；選取多個測試樣本，在不同的環(huán)境下進行試驗，看得出的結(jié)果是否一致，若不一致則系統(tǒng)屬于離散系統(tǒng)，否則屬于線性系統(tǒng)。在離散系統(tǒng)需要采用動態(tài)參數(shù)進行修正，在線性系統(tǒng)中可以采用固定系統(tǒng)進行修正，從而保證測試結(jié)果符合預(yù)期結(jié)果。本系統(tǒng)屬于智能控制簡單的系統(tǒng)，對控制要求不高，因此采用方案一就能得適合系統(tǒng)的修正值，從而確定系統(tǒng)的輸出結(jié)果滿足要求。5.3.2測試問題定位與解決電源異常：系統(tǒng)首次上電，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)無法啟動，然后立馬切換電源進行對供電系統(tǒng)檢查。首先拔掉系統(tǒng)電源線，然后用萬用表阻抗檔位測量系統(tǒng)電源正負極有沒有短路，測試發(fā)現(xiàn)是正常的，然后單獨給電源線供電，并用萬用表直流電壓檔測量5V電源是否正常，測試同樣正常，可以排除外部供電電源問題；接下來把電源線接入到系統(tǒng)并且去掉單片機芯片和液晶模塊，然后接入5V電源，測得系統(tǒng)開關(guān)處5V電源正常，斷電后；接下來把液晶模塊接入系統(tǒng)中，接入5V電源，同樣測得5V電源正常同是液晶屏正常顯示；但是把單片機芯片接入系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電源無法工作，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)單片機芯片管腳電源正負極短路了，主要是焊接連錫造成的，當(dāng)用電烙鐵把連錫去掉，系統(tǒng)電源工作正常。（2）系統(tǒng)頻繁死機：系統(tǒng)在運行時，當(dāng)輸入連續(xù)采集信號，極易造成系統(tǒng)死機，而且系統(tǒng)也不會啟動自復(fù)位程序。經(jīng)過程序在線仿真發(fā)現(xiàn)當(dāng)系統(tǒng)在一個周期內(nèi)連續(xù)給定兩次輸入采集信號，造成軟件在兩種中斷出不來，進行反復(fù)循環(huán)運行。造成此種Bug是因為兩種中斷采用同一定時器原因，當(dāng)把中斷1采用定時器0，中斷2采用定時器1，此種問題就可以解決。（3）按鍵失靈：當(dāng)系統(tǒng)啟動后，按下按鍵有時候會出現(xiàn)指令無效，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)按鍵2腳與1腳連錫了，一直處理導(dǎo)通過程中，軟件判斷為無效輸入。5.4本章小結(jié)本章詳細闡述了系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境的搭建，軟件、關(guān)鍵器件與硬件系統(tǒng)的調(diào)試，以及對測試結(jié)果結(jié)果進行分析以及提出可以解決的措施。第6章總結(jié)防酒駕系統(tǒng)從選題、確定系統(tǒng)方案、軟硬件設(shè)計到最后系統(tǒng)測試是一個產(chǎn)品完整的設(shè)計流程，本次嵌入式智能系統(tǒng)設(shè)計完成后，當(dāng)多次系統(tǒng)輸出結(jié)果都滿足設(shè)計要求后，給我內(nèi)心動力提高很深。在智能系統(tǒng)開題時，無法想象自己的所學(xué)水平能否完成整個系統(tǒng)設(shè)計，經(jīng)過去網(wǎng)上搜集資料與請教老師同學(xué)把系統(tǒng)的實現(xiàn)方案確定了、關(guān)鍵器件選型確定了、軟硬件部分到最終調(diào)試。通過防酒駕系統(tǒng)的設(shè)計使我掌握了很多課本上無法學(xué)到的知識，很好的把理論與實際相結(jié)合，為了走上工作崗位上打下堅實的基礎(chǔ)。本文主要闡述防酒駕系統(tǒng)研究背景與意義、系統(tǒng)架構(gòu)與方案確定、硬件與軟件設(shè)計，在系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計完成后進入系統(tǒng)調(diào)試與功能性驗證，再到系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境搭建、軟硬件調(diào)試、關(guān)鍵器件測試、測試數(shù)據(jù)與問題分析等方面。智能控制器STM32單片機為系統(tǒng)控制中樞開發(fā)的防酒駕產(chǎn)品主要包括系統(tǒng)嵌入式硬件模塊部分和嵌入式軟件部分組成。嵌入式硬件由STM32系列MCU最小組成架構(gòu)、和電源電路等組成。通過外部電路采集到的信息傳輸?shù)娇刂浦袠?，?jīng)過MCU處理后把處理后的結(jié)果輸出到執(zhí)行機構(gòu)，從而執(zhí)行結(jié)構(gòu)執(zhí)行系統(tǒng)輸出的結(jié)果。嵌入式軟件主要包括總系統(tǒng)運行流程，總流程里面嵌入各個子控模塊運行流程圖。因此智能防酒駕產(chǎn)品的出現(xiàn)，推動了此產(chǎn)品和相關(guān)行業(yè)快速發(fā)展。參考文獻馬鈞元.基于ZigBee技術(shù)的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點的設(shè)計與實現(xiàn)[D].重慶郵電大學(xué),2012.吳必造.基于Linux的智能家居控制終端系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2013.張祥忠.礦井WLAN終端設(shè)計及其漫游切換技術(shù)研究[D].中國礦業(yè)大學(xué),2015.陳海川.基于小型無人機的GPS數(shù)據(jù)及圖像采集系統(tǒng)[D].電子科技大學(xué),2009.周浩.嵌入式軟件測試的研究與實現(xiàn)[D].大連理工大學(xué),2009.張獻忠.操作系統(tǒng)實用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社,2010.胡志剛,譚長庚.計算機操作系統(tǒng)[M].湖南:中南大學(xué)出版社,2005.王晶.基于PowerPC的嵌入式通信平臺的研究與實現(xiàn)[D].西安電子科技大學(xué),2008.包依勤.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的研究與探討[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2013,7(10):38-41.高紹斌.基于聲波的近距離無線通信系統(tǒng)研究與設(shè)計[D].太原理工大學(xué),2014.WeiX.TheapplicationofZigbeetechnologyinthede