基于GD32 MCU的綠色智能家居

摘要：基于綠色節(jié)能的理念，在智能家居模型中加入了蓄電池、太陽能電池板、風(fēng)能發(fā)電機(jī)，以GD32 MCU為控制核心，設(shè)計(jì)了紅外檢測(cè)、人體檢測(cè)、光控LED、溫度監(jiān)測(cè)和電子鎖等功能，并可通過GSM短信進(jìn)行報(bào)警。

1 GD32MCU簡介

　　GD32MCU系列產(chǎn)品是ARM架構(gòu)的Cortex-M3處理器，其主頻為108MHz。精簡指令集架構(gòu)配上百兆主頻，提供了出色的運(yùn)算處理性能。為了給用戶更大的選擇空間，產(chǎn)品提供16KB到3072KB的FLASH容量，6KB到96KB的內(nèi)部SRAM，并有QFN36、TQFP48、LQFP64、LQFP100和LQFP144多種封裝選擇。系列產(chǎn)品在軟件和引腳封裝方面全兼容。

　　GD32MCU供電電壓范圍為2.6V-3.6V，內(nèi)核的供電電壓為1.2V，I/O口可容許5V電平輸入，內(nèi)嵌2個(gè)看門狗(WDG)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)，在外部電池供電情況下，內(nèi)嵌日歷型高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)運(yùn)行時(shí)的待機(jī)電流僅為4.3uA，具有掉電復(fù)位(PDR)、上電復(fù)位(POR)及電壓監(jiān)測(cè)(LVD)功能。

　　GD32MCU支持三相PWM互補(bǔ)輸出和死區(qū)管理功能的16位高級(jí)定時(shí)器可用于矢量控制，還擁有多達(dá)10個(gè)16位通用定時(shí)器、2個(gè)16位基本定時(shí)器、1個(gè)32位通用定時(shí)器和7通道DMA控制器，可用作主時(shí)鐘的8MHz內(nèi)置RC振蕩器出廠校準(zhǔn)精度為±1%。全面升級(jí)的模擬外設(shè)包括1個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間為1us的16通道12位高速ADC、1個(gè)12位DAC、2個(gè)高速軌到軌輸入/輸出模擬電壓比較器和1個(gè)預(yù)校準(zhǔn)的溫度傳感器，可充分滿足多通道高速數(shù)據(jù)采集和控制要求。同時(shí)，產(chǎn)品線提供多種選擇，可配合不同設(shè)計(jì)者的需求選擇。

　　GD32系列MCU也配備了豐富的外設(shè)接口資源，主要包括1個(gè)全速USB2.0、5個(gè)USART、3個(gè)SPI、2個(gè)快速I2C、1個(gè)I2S，針對(duì)家庭多媒體設(shè)備新增了支持HDMI接口的消費(fèi)電子控制(CEC)總線硬件電路，還針對(duì)按鍵、滑動(dòng)等觸控應(yīng)用集成了觸摸感測(cè)接口(TSI)，最多可同時(shí)連接18個(gè)外部電極。多達(dá)80%的可用GPIO具有多種可選功能，還支持端口重映射，極佳的靈活性和易用性滿足多種應(yīng)用需求。圖一為部分GD32MCU產(chǎn)品對(duì)比，GD32 MCU家族擁有GD32F103主流型、GD32F101基本型、GD32F105和GD32F107互聯(lián)型、GD32F130和GD32F150超值型等6大系列，8種封裝，124個(gè)產(chǎn)品型號(hào)。完整產(chǎn)品線請(qǐng)關(guān)注官方網(wǎng)站：http://www.gigadevice.com/product-category/1.html?locale=zh_CN。

2 GD32MCU的使用流程

　　使用前首先要先獲得官方GD32MCU的官方技術(shù)支持資料。

　　第一，以keil MDK環(huán)境為例，解壓GD32F10xxx Keil IDE Config.rar壓縮文件。

　　第二，將編程算法文件FLM file拷貝到MDK的安裝路徑“KeilARMFlash”文件夾下面。

　　第三，由于GD提供的MDK補(bǔ)丁中只提供了Flash編程算法，沒有提供器件選型補(bǔ)丁，所以當(dāng)前還不能在MDK中選擇到GD的對(duì)應(yīng)型號(hào)，客戶使用過程中可采用ST的對(duì)應(yīng)型號(hào)來過渡一下，GD后續(xù)會(huì)推出更完善的補(bǔ)丁。IAR環(huán)境也會(huì)有相應(yīng)的IDE配置說明，具體可以參看官方提供的資料進(jìn)行配置。更多使用注意事項(xiàng)也能在技術(shù)資料中自行查看。

3 綠色智能家居的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　智能家居的潮流已不斷地席卷全球，各國科技巨頭都在這個(gè)領(lǐng)域探索自己的一席之地，本文采用雪糕棒筑造了智能家居的模型，基于綠色節(jié)能的理念，為了更多地利用可再生資源，在智能家居模型中加入了蓄電池、太陽能電池板、風(fēng)能發(fā)電機(jī)，希望將來某一天家庭停電時(shí)，收集的能量、儲(chǔ)備的能源可以解決燃眉之急。

3.1 智能家居模型硬件組成

　　綠色智能家居模型硬件主要包括GD32MCU、GSM模塊、TFT觸控彩屏、4*4按鍵、紅外檢測(cè)裝置、人體檢測(cè)裝置和光控?zé)舻?，硬件組成框圖如圖1所示。