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　　伴随着智能技术的不断发展，许多的技术悄无声息见已经慢慢渗透进我们的生活。智能门锁的兴起便是一个体现。传统锁具虽然安全可靠性可以得到保证，可以满足普通家庭的需要。但因其单一的开锁方式对于一些企业酒店而言则不能符合它们的要求。为尽可能解决这些问题，出于成本以及稳定性多方面因素考虑，故设计了一种基于stm32的智能门锁。本设计共提供三种解锁方式方便快捷。控制芯片为stm32，外接模块共3个分别为：按键模块，蓝牙模块，射频卡模块。

　　伴随着第三次科技的兴起，智能时代已然到来。悄无声息间，各式各样功能丰富的电子产品已经充斥着我们的生活。新兴技术的兴起必然会对传统行业带来一定的冲击，这其中智能门锁的出现也不例外。值得注意的是智能的出现截止到目前为止仍未像智能手机那样已经可以说是完全取代了传统手机，智能门锁现在而言只是占用一点市场分额。毋庸置疑的是，这是由多方面而导致的，从技术层面来说，一方面智能门锁发展时间相对来说还是比较短的。20世纪初，也就是大约2000年至2003年左右国内开始出现第一批开发销售智能门锁的有关企业，纵览全国企业数量不过三十余家而已，整个技术相对可能并不是那么成熟。从人文层面来说，传统锁具已经早早在市场中站稳脚跟，新兴技术一时半会仍旧难以撼动其地位，且智能门锁发展的近20年来一路磕磕碰碰，曾经爆出过“小黑盒”等相关设计安全的问题，所谓一朝被蛇咬，十年怕井绳，消费者目前仍然对于该项技术保留怀疑态度［１］。锁具的安全性，可靠性是锁具的根本，在不能保障这基本的要求情况下，任何其他的功能都只能是花拳绣腿。而智能门锁目前恰恰是这最核心的因素出了问题，消费者怎能愿意为此买单。安全涉及到家庭重大隐私利益，消费者完全没有必要为这些非必须的功能而买单。且传统锁具虽然在功能丰富性上差于智能门锁，但其安全性，可靠性远超智能门锁，从心理学上说，长期以来人们已经形成依赖，在既有事物表现很好的情况下，并不太愿意去接触一个表现并不那么优秀有的新事物。

　　20世纪70年代，单片机技术问世，该技术问世以来因其给工业，生活等方面带来巨大的便利性，便得到了飞速的发展。现如今，该技术已经日趋成熟，且是日新月异，技术更新非常之快。伴随着该项技术的推广，单片机技术在诸多领域都有着非常广阔的应用空间。

　　那么何谓单片机？单片机究竟有什么优势能在短短几十年间得到飞速的发展?又如何能在诸多领域得到广泛的应用呢？

　　所谓单片机其实也就是一块集成电路，通过VLSI技术即超大规模集成电路，进而形成一个功能强大的微机控制系统。操作者可以通过系统指令，根据控制要求，完成各种复杂的任务。单片机具有强大的处理能力，目前来说市面广泛使用的单片机大致有以下几种：

　　51单片机：intel公司推出的一款单片机。该款单片机结构典型，有许多的总线专用寄存器，可以进行逻辑位操作计算。该单片机是最早的一款单片机为后续单片机的发展奠定了基础。

　　msp430单片机：由Ti(德州仪器)公司推出的一款单片机，提起这款单片机给人映像最深的恐怕便是它的超低功耗了，以及其不俗的性能。汇编语言可以灵活使用，寻址方式众多，指令却相对较少，比较容易上手。

　　stm32单片机：由ST（意法半导体）公司推出的STM32系列单片机。该款单片机功能强大，极具性价比。它在功耗上不如由Ti公司推出的MSP430，在性能上也不如K60，但由于其在各方面都有着不俗的表现，且价格不高，一度成为当下最受工程师追捧的单片机。

　　单片机因其诸多优点得以在各领域中广泛应用主要因其有以下优点：1.具有强大的控制功能，该特点现在已经得到了充分的体现，随着现在企业以及生活对于自动化技术的使用与推广，机器控制效果远大于人工操作，其精度更高，且其可根据不同的控制要求，在不同条件下完成不同任务。其优越性远大于人工劳动力。2.单片机系统可拓展，众所周知，单片机之中包含了大量的计算机正常工作所需要的元器件，但是芯片外还存在大量总线.单片机性价比较高，目前来说单片机地价格已经比较低了，可以期待的是，随着技术的不断更使与发展，单片机的性能将会更加卓越，而制作工艺的进步，将大大降低单片机的制作成本。

　　智能化时代到来，已经成为不可阻挡的大趋势，智能门锁自然也将乘着智能时代的东风得到进一步的推广。现如今已经不同于智能锁刚刚兴起之时，21世纪初，人们对于智能电器相对还是比较陌生的，不仅仅是对于智能门

　　锁，对于其他智能产品都抱着一种半信半疑的态度。且彼时受限于技术发展，功能丰富性不足，稳定性不高，制作成本居高不下，更是加剧了智能门锁的推广。现如今时代风貌已经焕然一新，智能手机，推广已有十余年，十余年间人们发现智能技术并非潘多拉魔盒，更多的是给生活带来巨大的便利。伴随而来的智能牙刷，以及智能家居都彰显着消费者对于智能化的认可，自然智能门锁亦是其中之一。整个行业来说确实已经度过了寒冬，但是值得注意的是，2012年以来，国内从事智能门锁相关研发与生产的企业急剧增加，竞争已经变得愈发激烈，平静的水面之下早已是暗流涌动［２］。

　　当下来说智能门锁行业确实前景广阔，看上去具有巨大的潜力，然而理想很丰满，现实很骨感，智能门锁行业尽管说行业门槛没有那么高，但好像并不那么好做。经调查发现该行业目前面临着以下四个主要问题：

　　市场很大，但是想要把机电一体化的智能门锁做好似乎并非易事。理论上说我国有大约3.5个家庭，假说每一个家庭都能安装上一把智能锁，市场的需求量确实是大的惊人。且当下普及率仍旧不高，仅有5%，与欧美国家70%的普及率相比仍有着较大差距。

　　智能门锁行业已经过了高利润，高单价的时代。智能门锁从立项，到正式设计制作，到小批量生产测试，再到大规模生产继而上市，据统计这其中最少需要耗费3个月的时间，甚至更久。这其中各类开销已经让许多企业是无力承担。且智能门锁对于售后也有着较高的要求，是一个重销售，重售后的行业，这对于企业而言又是加重了负担。与此同时智能门锁不比电视，空调等家居，如出现故障问题，这些家居可以暂时搁置几天，而智能门锁则不同，故障修复刻不容缓，一旦长时间未报修，极其影响客户使用体验。

　　不少企业以次充好想赚快钱。不少企业都看到了智能门锁这一块蛋糕，都想着来分一点。而多数这样的企业既没有生产条件和生产经验也没有生产能力，也没有良好的售后团队。拿着现成的模具找代工厂生产。这样的产品没有技术经验的沉淀多数没有质量保障。但他们的价格却是低的离谱，比起动辄几千的智能锁，消费者对于这样的低价智能锁更青睐。如此智能锁生产商利润进一步减少，更糟糕的是这样的低质量锁给整个行业口碑带来了极坏的影响。

　　部分企业步子迈的太大容易跌倒。部分企业为了完成招商指标，大肆宣传，吸引更多的经销商。但事实上市场上却没有那么多的份额，尽管说有些企业公布出来的数据显示出货量较大，但大多是产品积压在经销商手中，并未真正流向消费者。

　　STM32是由ST公司开发的一种32位的微控制器，其功能强大，携带了许多常用片上外设，Y有关于引脚配置的

　　GPIO，有关于通信方面的USART,SPI,IIC，还有定时器TIM。STM32引脚资源非常丰富，以STM32F103ZET6来说，其I/O口可以达到144个，这些引脚资源可以外接许多传感器，控制多台设备，如今STM32已经越来越得到人们的认可，深受工程师的喜爱，且使用的领域也更加的广泛，在无人机，智能手环方面都有着广泛的使用。

　　STM32是已经封装好的芯片，由片上外设和内核构成，STM32F103采用的是Cortex-M3内核，该内核由来自英国的

　　ARM公司设计。ARM公司并不设计生产芯片，只对其他公司出售芯片技术。芯片生厂商譬如ST公司，Ti公司则是负责芯片设计，这些芯片生产商不仅仅负责芯片的设计生产，也要负责设计芯片内核以外的片上外设设计。

　　ICode总线：我们知道在编写完程序后都要进行编译，而编译后会形成一条条的指令，这些指令便是存在内部Flash中。内核要读取这些指令执行有关命令，必须要通过这条总线--ICode

　　驱动单元：驱动单元可以简单理解成为CPU部分。上图中左边Cortex-M3，DMA1，DMA2以及对应的总线都是属于该部分的。

　　DCode总线：在数据结构中一般来说数据分为变量和常量。通常常量存在内部Flash中，变量存在内部的SRAM中

　　。而内核要读取这些数据便需要经过DCode总线。然而数据既可以被DCode总线访问也可以被DMA总线访问。为避免冲突，取数时需要总线可以看到有一个梯形的总线矩阵就是用来判断选择哪一条总线。

　　System总线上挂载着大量的片上外设。在编程序时我们可以选择用库函数编程也可以选择寄存器编程。所谓寄存器也就是有着特定功能的内存单元，只不过这些内存单元被赋予名字。而System总线就是用来用来访问这些外设寄存器的。DMA总线：前面已经提到DCode总线是访问数据的，而DMA总线也是来访问数据的。它可以用来访问访问寄存器中的数据，SRAM中的变量，内部Flash中的常量。由于DMA总线和DCode总线都可以访问数据因此需要一个总线矩阵进行仲裁。

　　内部闪存存储器：就是内部Flash，程序编译后会形成一条条指令，而这些指令就是存在内部Flash中，内核通过ICode总线读取这些指令。

　　内部的SARM：变量，堆栈存放于此。内核通过DCode总线读取这些指令。

　　FSMC：灵活的存储器控制器。通过FSMC可以用来拓展内存，但是需要注意只能拓展静态内存。

　　AHB到APB的桥：由图2.2我们可以看到，AHB总线有两个分支，一个分支为APB1总线总线。我们常用的USART/UART，TIM外设就是挂载在APB1总线总线则挂载着常用外设有GPIO,SPI,IIC等。STM32功能强大，外设丰富，为了降低功耗，通常陌生都是将这些外设关闭，当我们需要使用这些外设时，必须要使能对应外设的时钟。

　　STM32共有5个时钟源:高速内部时钟（HSI），高速外部时钟（HSE），低速内部时钟（LSI），低俗外部时钟

　　高速内部时钟（HSI）和低速内部时钟（LSI）都是系统的内部RC振荡器振荡产生，不同的是高速内部时钟频率

　　相对较高能达到8MHz，然而低速内部时钟却只能达到4kHz-16MHz。然而RC振荡器有一个天然缺陷就是其稳定性不足。

　　高速外部时钟（HSE）和低速外部时钟(LSE)都是外接晶振。高速外部时钟相对而言频率较高最高可达16MHz，而

　　低速外部时钟时钟只能达到32.768KHz左右，由于是外接晶振所以其稳定性相对较高。

　　PLL（锁相环倍频输出）：通过设置倍频系数，能够对PLL时钟来源倍频。倍频系数并不任意，倍频系数在2-16中任意一个整数即可，时钟输入来源HSE或HIS，但是其输出频率最大不能超过72MH。

　　STM32可以选择一个时钟信号直接输出到MCO脚，这个管教是确定的也就是PA8，这些时钟信号分别为PLL/2，

　　用户在使用任何一个外设之前，都必须使能相应的时钟。这是因为STM32这些外设时钟出于降低功耗的要求都是默认关闭的，在我们需要使用时只需要打开我们所需要的外设。

　　当PLL的时钟源为HSE时，倘若HSE出现故障，不仅仅HSE时钟本身不能使用，连PLL时钟也不可以使用，此时系统会自动切换到HIS作为系统的时钟。

　　GPIO也就是是STM32芯片上的那些引脚，简称通用输入输出端口。这些引脚可以用来实现数据采集，外部通信以及输出。这些引脚被分为若干组，每个引脚都会被归为一组，每一组的每个引脚都有一个数字编号，这样STM32的每个引脚都有属于自己的“名字”，这样有助于我们使用库函数时调用。

　　根据STM32参考手册，GPIO有8种工作模式可以大致分为4种输入模式和四种输出模式，它们包括：输入浮空，输入上拉，输入下拉，模拟输入，开漏输出，推挽输出，推挽复用输出，开漏复用功能。

　　输入浮空(GPIO_Mode_IN_FLOATING)：由图2.4我们可以看到有两个保护二极管，这两个二极管可以防止外来电压过高或过低，从而对芯片产生保护。而输入浮空便是指信号进入芯片后既不打开上拉电阻，也不打开下拉电阻，经由施密特触发器输入。

　　输入上拉（GPIO_Mode_IPU）：指上拉电阻打开，经过施密特触发器转换为0/1信号，当引脚没有和外部电路连接时，引脚电平为高电平。

　　输入下拉（GPIO_Mode_IPD）：指下拉电阻打开，经过施密特触发器转换为0/1信号，当引脚没有和外部电路连接时，引脚电平为低电平。

　　模拟输入（GPIO_Mode_AIN）：指上拉电阻和下拉电阻都不打开，走图2.4中左上角模拟输入特有线路输入。

　　开漏输出（GPIO_Mode_Out_OD）：开漏输出就是不输出电压，低电平时接地，高电平时不接地。P-mos管和N-

　　推挽输出（GPIO_Mode_Out_PP）：当输出寄存器置0时，N-mos管导通，输出低电平。输出寄存器置1时，N-mos管截止，对外输出高电平。

　　推挽复用输出（GPIO_Mode_AF_PP）：推挽复用输出与推挽输出相比区别在于复用推挽起点不同，来自片上外设。

　　开漏复用功能（GPIO_Mode_AF_OD）：开漏复用输出与开漏输出相比区别在于复用开漏起点不同，来自片上外设

　　a)STM32初始化首先需要打开GPIO端口时钟，由于GPIO挂载在APB2总线外设时钟b)继而需要定义一个GPIO初始化结构体，在GPIO初始化结构体中包含3个成员变量包括：

　　1.通信根据接口分类可以分为串行通信和并行通信串行通信：数据一比特一比特地进行收发，并行通信是指数据同时进行N比特进行收发。

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