学习主题：
    设计一个以STM32F103C8T6为主控的小型多功能电子负载，程序使用uCOS嵌入式操作系统开发。
# z# u/ d* q) e. v! M    电子负载具有电源输出功能，能够模拟锂电池以测试充电器，并能测试各种电池的放电曲线。
+ p% E2 K; D6 n/ N3 q    希望通过此次设计来学习提高

STM32F103系列的编程应用能力。

小组宣言：兴趣是提高自我的动力！            
. w7 H& @+ o2 k: W" p4 |8 n

学习计划：

1 W: a" _' B2 q5 [2 C

本  周——硬件电路设计（原理图）

第二周——硬件电路设计（PCB）

5 J% n: e2 ?8 f' E, }第三周——硬件电路调试 & 底层硬件驱动程序调试（STM32F103 各种资源的学习与应用）

3 [: Z1 N+ r  }0 f( P第四周——底层硬件驱动程序编写（STM32F103 各种资源的学习与应用）

后  期——完成总体程序编写工作， 产品调试、装配与测试

: b, E# l5 ~% e

% G# v/ ?) q7 o5 e* r& ?

小组现有成员：

# @# t& w( i) f9 p" Z4 r+ B

xiao5333（负责硬件电路设计和STM32程序编写）

$ f3 X% M/ X5 E" f. x( P

飘雨（负责部分底层硬件驱动程序编写）

gdgly（负载上位机软件与通信协议编写）

& t& T' V7 y" v5 }& D6 I" z

cmz871627（负责部分底层硬件驱动程序编写）

队员在招人数：2~5人（请想参加的童鞋加QQ讨论群61070251）

! w3 G: ]% C# [4 e; M! ~# P6 d
% j1 p2 j* \0 ]! P1 G+ r. i
! k, _  U- g( {2 Z7 ]

             招募条件——有STM32F系列使用基础，能够使用uCOS编写程序

                     或

                    能够使用C++或C#编写PC端软件

0 q) H# U- I. T. x" a& Q8 {

       招募待遇——所有小组成员免费赠送该制作的打样电路板一块（空板），有突出贡献者免费赠送成品电路板或STM32开发板

' p  {0 v' b( e* v6 Z9 ?, R
5 z+ x7 t, s, ?3 t5 s

学习进度：

9 K1 x4 a4 ?- @; N" ?% m. _% G

5月30日   方案制定完成（xiao5333）

. `$ F8 p6 x4 a0 b7 G( @

6月1日     完成电子负载原理图设计（xiao5333）

% g6 r5 w! Q* Z' Z' p! f

6月5日     完成PCB图绘制，并外协加工

* G8 l5 I" k! r' {0 v1 q

6月13日   电路调试完成

6月14日   ADC底层硬件驱动

" k( Q. \' A( i' f6 P5 n

6月15日   底层硬件驱动编写完成

6月25日   完成总体程序编写工作

6月25日   完成样机安装测试（实现初步功能）

. [1 Y2 Q+ t5 Z4 [

至此完成阶段性学习目标……^_^

+ T3 Y, n+ i4 m! P2 V2 V

以后逐步完善细节和上位机通信功能。

5 m4 p1 L$ e! S9 K

2 G7 r  b( ^& ^( Y& n- d, {- V
# _4 d2 E4 O  F  }( X) a4 D9 j
9 c1 j6 y0 ~" T3 E

/******************************************************************************************************************************************************/

6 o4 M) e% N. g3 u3 j! J9 K
8 M0 G% u) T% V! F8 q( \2 [! n



前言：
        现在的生活工作和各种电池、电源接触的机会是越来越多，可不靠谱的事情时有发生。
如我前个月买个安卓智能手机，配的电池标称1800mAh，可用不了一天就没电了。使用公司的程控电池测试仪测试只有1300mAh，肯定是无良的奸商把原装电池换走了。要是手边有个小型便携的电子负载，当时就能测出容量大小，不用等公司的仪器空闲。哎……
    趁现在工作不是很忙，设计一个小型多功能的电子负载吧！ 可以电源输出调试电路，恒压恒流输出给锂电池充电，可以恒流负载测试电池、源出式恒压负载测试充电器（本设计的重点特色功能）  
" J6 u$ I# Y5 |. M8 G  e0 g    正好STM32社区有这个活动，希望能有一些志同道合和朋友一起完善这个小制作（当然不能亏待大家）。开始吧……
; n' n$ ]; O- Y$ e




系统详细任务需求
- W+ \4 x9 j0 c& N( X, {主要功能：
电源恒压、恒流输出模式；
恒压、恒流负载输入模式；
恒压输出+恒压输入 充电器测试模式；
* Y/ p3 l! ]& ?+ N+ S过压、过流、过功率、过热保护；
% }; j" h0 Q! Q5 xLCD1602显示；
根据温度变化，智能风扇系统；
$ F' S6 ~# E$ h, y
3 [3 c4 ^" P4 g" _( ^- X, u硬件设计规格:
输入
1.功率 50W
2.电流 0-5A
/ e9 ^; l0 [- F' C3.电压 1.5-30V
输出
8 ^% R8 F4 `, _- y) T& F  `: L1.功率 20W
$ W, _) D& b( p% }  {- l2.电流 0-1A
# G; \8 Q- D; t; B, M: B. o& m3.电压 1.5-30V
( K  x. G* e! G( a尺寸重量
体积能够装入普通废旧光驱壳内，重量小于1kg
/ W3 l( u. T' |
% b% w" w* o" h+ P. s& |硬件设计需求：
主要实现输入输出的恒压、恒流控制，能够使用STM32设置参数
6 v3 B! l+ A3 G
STM32底层软件设计需求：
1.ADC采样反馈电压（主回路电压、电流、基准等）
2.DAC使用PWM输出，通过占空比调节
7 M% _6 Y1 c4 x: F9 x2 p, Y7 V3.键盘任务（STM32定时器自带编码器接口和普通按键）
. K, O' c8 n% O4.LCD1602字符型液晶屏显示
7 L" o* v; [5 `" X2 t$ ?: ?5.LED和蜂鸣器控制
6.继电器控制
7.1-Wire总线温度传感器通讯
8.PID控制散热风扇
9.USB、串口通讯
由于系统较为复杂，采样uCOS嵌入式操作系统简化任务控制

xiao5333 发表于 2012-6-25 22:32
7 a  R$ X, H3 B# m已完成阶段性学习目标……^_^
; Q) A+ ?4 x# P5 f! O' Y2 u所有重要资料已更新，各位童鞋如需完整工程文件请留邮箱。 ...

& `6 `+ s$ G# K0 O# E" x: Q: @6 ]* x& P请问楼主，本帖的工程文件还能否找到？能不能给我一份？2197746204@qq.com 感谢~@xiao5333

楼主,已经完成了吧?有高压版没有?我能写VC++6.0软件,有几万行的经历.如已完成,劳驾把资料发我邮箱一下.310150557@qq.com

xiao5333 发表于 2012-5-30 15:21
本楼发布硬件相关资料：
+ \. W5 @- n6 S* F; r/ b$ b 
2 b4 I6 v/ i2 S% s) R2 V电源电路：

楼主的资料还有吗？发我一份751821725@qq.com

本楼发布硬件相关资料：
, ~9 y. x' p' G, w7 s 
* A2 o; N& _* J$ n电源电路：
需要提供+12V/800mA（继电器和风扇），+5V/100mA（运放），+3.3V/100mA（STM32）3种电源电压。
开关电源芯片选用Ti的TPS5430输出大电流+12V电压，+5V和+3.3V要求电源纹波噪声尽量小，使用传统7805和1117稳压芯片提供。

 
恒流/恒压 反馈电路：
8 T3 Y( s5 C4 Z6 c2 M' i2 |U4 将PWM-电流基准电压  (PWM_A)与U5的测量电流(ADC1)进行对比。如果PWM基准电压高于测量电流，则放大器输出为高，导通Q4。如果基准电压较低，则放大器输出为低，关断Q4。实现硬件输出恒流功能。
- S& W; M$ K# @, Y同理， 输出恒压与输入恒流、恒压电路实现方式一样。

" F+ F' K+ H$ t" H 
电压基准：
8 b! d4 T0 @& `/ O: Y* Q% \. h由于要求不是很高，使用较为廉价的TL431输出2.5V电压基准。
 
8 w3 U5 W5 [) R* ZSTM32主控：
一句话，物尽其用啊！基本上这颗主控的资源都用到了，IO接口、ADC模数转换、PWM输出、定时器编码器接口、串口、USB等等。

& Y& r, C: U1 L 
STM32F103C8T6主控的资源分解图如下：

' J( Q; f4 \8 r: `0 D- X9 d原理图：
PCB CDQ02R1-A.pdf (352.04 KB, 下载次数: 94)

2012-6-7 20:37 上传

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2 \& q4 `3 q; W9 c 
5 d4 a5 b: w0 s/ z: g! Z0 A+ _PCB画好了，今天发厂家做了……
2 j$ U& M: |) ^! c* V) v( E
8 |: U6 ?- E/ c8 k/ q* Z 收到板子了，硬件调试已经完成，有2个小bug，呵呵……
调试小结：
 
这个板子硬件有2个小bug：
BUG_01：
3 b1 d8 A- ]7 M$ q  y) T2 @问题描述：Q2 MOSFET 的D、S极封装画反（^_^） 
BUG_02: 
问题描述：电池模拟负载模式下，输出恒压值有可能比输入负载恒压值偏高，导致上电后负载MOSFET直接导通。
解决办法：降低输入负载恒压值，R26到U4C网络并一个1M电阻到GND（需要飞线）。
 
7 c3 s6 ?) F  P" y' y9 e  O5 w功率三极管和MOSFET必须用粗线从焊盘引出到散热器进行散热，注意绝缘。
  x/ `' v* w2 i. g3 m# Y; } 
调整参数如下:
1.R45不焊（VREF网络与PV断开）；
2.C18不焊,C27换成474，R27 10k换成100R（避免负载恒压震荡）；
6 P9 x" m3 k! k$ c2 L. o3.R1 10k换成100k；
4.R14 2K换成1.5K；（VIN * 0.13 = VFB）
 
功能测试及外观图：
/ c; b$ ~. A' T3 Y- M: ^' h. [( f恒流负载，16V/3A。    电源显示电压和负载显示电压差为线上的压降。

 
3 f; `, m5 R9 f( [; N! e 恒压负载    7.8V/2A
" ?4 S, C3 M- Q; D+ j
0 I9 R7 W. @% k! Y; ^; n2 l 内部图片
" [- [; z9 Y3 l  m% M

背面图片，引出串口和RST/BOOT引脚，方便以后升级
- E8 V1 |9 f2 t) D

本楼发布软件相关资料：
01. 学习新建工程文件，编译器配置，如何使用外部有源晶振主时钟；
STM32学习日志01-点亮LED灯.pdf (765.05 KB, 下载次数: 28)

2012-6-13 22:11 上传

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* O# F# U7 ^* \5 K0 @ 
02. ADC硬件驱动函数：
- A( s* I$ K3 Q9 j有4个通道的模拟电压需要采样，分别是电压基准、输出/输入电压、输出电流、输入电流。
STM32F103C8T6没有vref引脚，所以电压基准必须采样，用来换算VCC的电压。输出和输入电流值通过精密电流传感放大器转化为电压值，1A对应0.5V。多通道电压值通过DMA连续采样，减轻主控负担。
ADC硬件驱动函数，分解为ADC初始化函数、DMA初始化函数、电压基准测量换算函数、平均值滤波函数。
$ [5 U! S) o. _6 X! O! {
ADC.rar (2.92 KB, 下载次数: 40)

2012-6-14 22:31 上传

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$ j* u" O  x; V4 b* f# Z03.  LED/蜂鸣器等IO硬件驱动函数：
, {& ]' l. Y3 f0 z     这个就不解释了，注意部分IO需要屏蔽SWJ调试接口（SWJ配置失能，必须同时开启功能复用 IO 时钟）
# u* N/ i! n4 q9 l1 j% \ IO and key.rar (3.99 KB, 下载次数: 30)

2012-6-15 21:16 上传

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04.  DS18B20温度传感器1-Wire硬件驱动函数：
+ j/ k% r) P/ Y1 B/ {" h5 M( j8 U& ]# b     按照单总线协议写就行。
! \1 W' F2 ^. E" u 18b20.rar (1.89 KB, 下载次数: 29)

2012-6-15 21:19 上传

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05.  PWM-TIM3 硬件驱动函数：
     占空比可调，调节分辨率为665
pwm.rar (1.43 KB, 下载次数: 40)

2012-6-15 21:22 上传

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( S2 w( K0 S5 G0 |( ? 
; _0 P" i7 a- b8 Z( L3 g06.  LCD1602 字符型液晶屏硬件驱动函数：
4 n% y7 W; q; Y7 O# P* D, S 1602.rar (2.91 KB, 下载次数: 35)

2012-6-15 21:23 上传

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4 b6 J. h1 Y: P0 d1 a% `( w07.  增量型旋转编码器硬件驱动函数：
0 W' u0 u  s# v       不得不说STM32的这个定时器扩展功能非常好用，配置好了基本上不占用主控资源
, u0 q% G6 T" I: Z Encoder.rar (2.55 KB, 下载次数: 52)

2012-6-15 21:27 上传

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/ ]# Y4 j) H3 A' N, j% ~ 
1 V. Y) g9 H. V好了，至此本“STM32 多功能电子负载”的底层硬件驱动函数均已发布并测试通过，各位童鞋们可以直接在uCOS中调用。
% j$ m3 x$ R! g; C5 ^如有不明白的地方欢迎在交流群中讨论，讨论的内容将汇总成学习记录。
下周将正式使用uCOS搭建系统功能，敬请期待，谢谢~~~
; g2 V4 t7 r2 Q& KuCOS任务分析：
首先申明本人也是初次使用uCOS编写程序，如有不妥之处敬请谅解。
我编写了5个任务来完成设备的功能：
任务0：初始化任务，本任务完成一些硬件初始化和邮箱创建、其它任务创建工作，完成后任务自我删除。
$ I) U2 k9 ]* L  G; s void Task_Start(void *p_arg)                            
) U& T! P& o" U7 V+ U- ?{
        (void)p_arg;                                                // 'p_arg' 并没有用到，防止编译器提示警告
( R* e1 I8 v. S% c9 z* U/ s        SysTick_init();
        OSTimeDlyHMSM(0, 0,1,0);                                          //延时1s，等待电压基准稳定
* g0 ?1 t6 B" N: l% _( s2 v, e- S        Vref_Read();                                                                //读取Vref
        Keybox = OSMboxCreate((void * )0);                        //创建消息邮箱
 
        OSTaskCreate(Task_SELECT,(void *)0,                        //创建按键任务
        &task_select_stk[TASK_SELECT_STK_SIZE-1], TASK_SELECT_PRIO);
% [# s9 H1 y. j) D& T. l8 m4 v 
8 i) x' D% ~# V+ H# O3 c) H        OSTaskCreate(Task_MODE,(void *)0,                        //创建任务        模式切换任务
9 a/ ~+ D) G5 I+ N5 m/ @        &task_mode_stk[TASK_MODE_STK_SIZE-1], TASK_MODE_PRIO);
 
2 K1 `, [2 C% Z9 S- w, T; W, N3 d" \        OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);                                        //删除本任务
}
% H5 g; C' Q! C+ T5 W$ K. L( g任务1：按键读取任务，取得按键值发送到邮箱
void Task_SELECT(void *p_arg)
{
- Q. A) u# D: }/ t% V' k/ q        uint8_t key_tem = 0;
        (void)p_arg;
        while (1)
( e; O$ a$ {! C) L% ~) O! |       {
! s) }5 A9 \9 V  _, g7 {                OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,50);                  //延时20ms
7 J" Y; c# `( c9 ?3 `: D) i2 B                key_tem = KEY_GetChar();                //取得按键值               
7 o% z: r, X- I7 m                if(key_tem)
7 r( E6 Y! R) u/ r- P  Y2 H                {
, g$ o+ p" T2 }) }" \4 T1 p                        OSMboxPost(Keybox, (void *)&key_tem);  //发送消息
                }               
+ O9 M, s# U# S# L# w        } 
}
任务2：设置界面任务，本任务完成设置功能，进入输出显示任务后，自我删除。

; T! R; U/ W2 R. d+ {+ Wvoid Task_MODE(void *p_arg)
$ }; y  x7 z( X# d0 o{       
/ T6 }, r! V) I) ?        uint8_t err;
$ v( \) ?2 n7 q. _7 R0 ~        uint8_t key_dsp = 0, mode = 0;
        char                 adc_v[]="";
        char                 adc_a[]="";
        int8_t                mode_set = 0;
        int16_t         counter = 0;
/ T, B) a# ]" X% _! \        uint16_t        i_pulse = 0, v_pulse = 0;
5 h6 Y7 B5 C5 |) \3 y6 f9 e        (void)p_arg;
0 M  V& e; L2 w' k1 c/ n2 ^, j5 C       
0 \9 h1 F: m: U0 p+ G6 {        /* 默认恒流负载模式 */
        GPIO_ResetBits(GPIOB, IO_K1_Pin);
        GPIO_ResetBits(GPIOB, IO_K2_Pin);
        GPIO_SetBits(GPIOB, IO_LOAD_Pin);
; t2 Q/ _/ v+ I: O3 L7 M2 l        lcd_gotoxy(1,1);
7 I4 ]4 r& S( a6 d8 c  m        lcd_puts("LCC");
( b# }$ ~$ v' S/ C        lcd_gotoxy(5,1);
+ g3 K4 o3 @5 G2 K' Z  {        lcd_puts("SET");
* W/ w$ r+ Q. G, g        sprintf(adc_a, "%5.2f", ((float)i_tem / 10));        //变量转化为字符串
        lcd_gotoxy(10,2);
' D6 [; M  f5 r/ R, b2 }- V        lcd_puts(adc_a);                                                //显示字符串  电流值
        lcd_puts("A ");
$ Z( h4 X+ t* ^1 W9 K        while (1)
    {
1 ^8 Q( U$ L) p: D8 Z& _$ m                key_dsp = *(uint8_t *)OSMboxPend(Keybox, 200, &err);                //等待消息 200个节拍（200ms）后进入就绪状态
 
//                printf("DSP = %d\r\n", key_dsp);
+ ~3 z% n- ^+ T; K 
                switch (key_dsp)
! Q1 S5 L7 |9 d( A" S( B% q8 P                {
. [! A+ Y6 g( z9 ?' @1 e                  case 1:         //KEY_OUTPUT
                        {
, f8 P0 C" ], O0 U0 t' r2 V6 T                                Output(1);         //输出使能
                                lcd_gotoxy(5,1);
                                lcd_puts("OUT");
. W4 |2 u! C, f! g% B                                User_Led_On(3);
                                GPIO_SetBits(GPIOB, IO_BR_Pin);                //蜂鸣器开
' i1 c% }* L, }8 [+ Q- Q                                OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,100);                  //延时100ms
( g  D' ?0 d2 S1 l: C                                GPIO_ResetBits(GPIOB, IO_BR_Pin);        //蜂鸣器关
 
                                OSTaskCreate(Task_OUTPUT,(void *)0,        //创建任务 输出显示任务
                                &task_output_stk[TASK_OUTPUT_STK_SIZE-1], TASK_OUTPUT_PRIO);
 
( K/ y0 f  R& S: d                                OSTaskCreate(Task_ENC,(void *)0,        //创建任务 输出设置任务
                                &task_enc_stk[TASK_ENC_STK_SIZE-1], TASK_ENC_PRIO);
 
' k( I7 q8 H+ {# w. ]* B                                OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);                        //删除本任务
  z4 G  ?' }6 {4 {3 v* G                                break;
) X* f% D. m! O5 z                        }
5 F+ E& x) |! r0 T) [' N4 p  J                case 2:         //KEY_ENC
                        {
                                if(mode)                                                         //电流，或其它调节模式
                                {
                                        mode = 0;                                                 //电压调节模式
                                }
                                else mode = 1;                                                //电流调节模式 
$ y( s% H$ @6 `1 Z: J9 w                                break;
                        }
  g* `, }2 G) b! _6 x/ q) i                case 3:         //KEY_ENC_LONG
                        {
7 g, P6 _" ~, k3 ?: M& z1 Y0 K                                mode = 2;                                                        //系统模式调节
                                break;
                        }
8 t8 g  h4 r: r" R5 j7 a9 i                }
 
                counter = ENC_GetCounter();                                          //取得ENC变量
& w% g& t/ H3 ^0 T& ]" [0 c: f                ENC_CounterInit();                                                          //计数初始化
! q9 Z7 T5 h0 Z& h 
                if(mode == 0)        //电压调节模式
; v# o5 |8 [2 M  w/ `1 i                {
                        v_tem += counter;
4 O9 ^0 D$ W/ k% a& z9 ]
                        if(v_tem

哈哈，这个我有兴趣，可以加入吗？
7 F/ N3 Y7 h5 K; W4 c* g- k本人有2年的STM32F103系列的编程系列，一般用Keil编译器，没玩过uCOS，可以向你请教吗？

回复第 4 楼 于2012-05-30 15:42:04发表:
哈哈，这个我有兴趣，可以加入吗？
- F+ [* h0 N" s2 w9 ]本人有2年的STM32F103系列的编程系列，一般用Keil编译器，没玩过uCOS，可以向你请教吗？
6 Y5 T7 u: \4 `& P- }6 g0 ^; ~ 
7 o& r, C0 z/ u' K6 J  b8 C1 k没问题，同意加入，一起学习。
 

报名！ qq：78730460
* q1 C! K, j% R& |+ B! ~# l5 g7 e本人有多年单片机编程经验，并熟悉上位机VC++程序开发。

版主你好！ 我接触M3才半年，目前在做电力方面这块 。对于你这个主题很是感兴趣，不过本人对系统和和上位机这方面没怎么接触过，一直以来做的就是硬件的驱动控制和一些数据处理。不知能否加入进来。
        本人QQ：1058925707

回复第 6 楼 于2012-05-31 10:16:56发表:
报名！ qq：78730460
本人有多年单片机编程经验，并熟悉上位机VC++程序开发。
' l! I: s- F3 n9 f! O3 F1 f- V 

1 O2 p; q+ n. v1 p" J+ K感谢你的加入。

回复第 7 楼 于2012-05-31 12:12:11发表:
版主你好！ 我接触M3才半年，目前在做电力方面这块 。对于你这个主题很是感兴趣，不过本人对系统和和上位机这方面没怎么接触过，一直以来做的就是硬件的驱动控制和一些数据处理。不知能否加入进来。
本人QQ：1058925707 
8 _( o  x! p4 t" P! A" G
同意加入，一起学习

哈哈，原理图完成，请各位童鞋加群，一起讨论，谢谢！

我来顶贴的     共同学习

想参加学习学习喽~~~

楼主你好，本人多年VC开发经验，可以完成上位机功能的开发，STM32 F103正在学习中，不知道小组还需要人手吗？

回复第 13 楼 于2012-06-06 19:52:39发表:
楼主你好，本人多年VC开发经验，可以完成上位机功能的开发，STM32 F103正在学习中，不知道小组还需要人手吗？
欢迎！
( W% O, l/ b( _7 ] 

你的小组真火啊！前来捧场！
5 k5 K; L9 P- E) g# r8 O5 g8 J. a希望看到你们更多的更新和进步！