基于GD32 MCU的綠色智能家居

摘要：基于綠色節能的理念，在智能家居模型中加入了蓄電池、太陽(yáng)能電池板、風(fēng)能發(fā)電機，以GD32 MCU為控制核心，設計了紅外檢測、人體檢測、光控LED、溫度監測和電子鎖等功能，并可通過(guò)GSM短信進(jìn)行報警。

1 GD32MCU簡(jiǎn)介

　　GD32MCU系列產(chǎn)品是ARM架構的Cortex-M3處理器，其主頻為108MHz。精簡(jiǎn)指令集架構配上百兆主頻，提供了出色的運算處理性能。為了給用戶(hù)更大的選擇空間，產(chǎn)品提供16KB到3072KB的FLASH容量，6KB到96KB的內部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，內核的供電電壓為1.2V，I/O口可容許5V電平輸入，內嵌2個(gè)看門(mén)狗(WDG)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)，在外部電池供電情況下，內嵌日歷型高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)運行時(shí)的待機電流僅為4.3uA，具有掉電復位(PDR)、上電復位(POR)及電壓監測(LVD)功能。

　　GD32MCU支持三相PWM互補輸出和死區管理功能的16位高級定時(shí)器可用于矢量控制，還擁有多達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內置RC振蕩器出廠(chǎng)校準精度為±1%。全面升級的模擬外設包括1個(gè)轉換時(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)預校準的溫度傳感器，可充分滿(mǎn)足多通道高速數據采集和控制要求。同時(shí)，產(chǎn)品線(xiàn)提供多種選擇，可配合不同設計者的需求選擇。

　　GD32系列MCU也配備了豐富的外設接口資源，主要包括1個(gè)全速USB2.0、5個(gè)USART、3個(gè)SPI、2個(gè)快速I(mǎi)2C、1個(gè)I2S，針對家庭多媒體設備新增了支持HDMI接口的消費電子控制(CEC)總線(xiàn)硬件電路，還針對按鍵、滑動(dòng)等觸控應用集成了觸摸感測接口(TSI)，最多可同時(shí)連接18個(gè)外部電極。多達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(mǎn)足多種應用需求。圖一為部分GD32MCU產(chǎn)品對比，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。完整產(chǎn)品線(xiàn)請關(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補丁中只提供了Flash編程算法，沒(méi)有提供器件選型補丁，所以當前還不能在MDK中選擇到GD的對應型號，客戶(hù)使用過(guò)程中可采用ST的對應型號來(lái)過(guò)渡一下，GD后續會(huì )推出更完善的補丁。IAR環(huán)境也會(huì )有相應的IDE配置說(shuō)明，具體可以參看官方提供的資料進(jìn)行配置。更多使用注意事項也能在技術(shù)資料中自行查看。

3 綠色智能家居的設計與實(shí)現

　　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(yáng)能電池板、風(fēng)能發(fā)電機，希望將來(lái)某一天家庭停電時(shí)，收集的能量、儲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、紅外檢測裝置、人體檢測裝置和光控燈等，硬件組成框圖如圖1所示。