用芯片STM32F103RC实现以下实验1、用SPI通信方式，让显示屏显示一个2x5的表格，如下表所示： 组号： （自己的小组号） 姓名： （名字的拼音） 温度范围： （利用温度传感器显示其测试的温度值） 温度分辨率： （利用温度传感器显示其测试的温度分辨率） 陀螺仪： （显示用陀螺仪测量的角速度数值） 重量： （显示用电子秤测量砝码重量） 重量范围： （显示用电子秤测量的范围）。

<think>我们正在使用STM32F103RC芯片通过SPI通信驱动一个显示屏，显示一个2行5列的表格，内容包含：组号、姓名、温度范围、温度分辨率、陀螺仪数据（角速度）和重量信息（来自电子秤）。步骤：1.硬件连接：确保STM32F103RC的SPI引脚（如PA5,PA6,PA7）正确连接到显示屏的SPI接口，同时片选信号（CS）连接到合适的GPIO。另外，需要连接温度传感器、陀螺仪和电子秤到STM32的其他接口（如I2C、SPI或ADC等）。2.软件配置：a.初始化SPI外设，配置为主模式，设置数据大小（8位或16位），时钟极性和相位，以及波特率等。b.初始化显示屏，发送初始化命令序列。c.初始化其他外设：温度传感器（可能是I2C或单总线）、陀螺仪（可能是SPI或I2C）、电子秤（可能是ADC或专用接口）。3.数据采集：a.从温度传感器读取温度值（可能还需要计算实际温度）。b.从陀螺仪读取角速度数据。c.从电子秤读取重量数据。4.显示处理：a.设计一个2x5的表格，每行5个数据项，共2行。b.将采集到的数据格式化后显示在表格的相应位置。具体实现步骤：第一步：配置SPI以使用SPI1为例，引脚配置：PA5:SPI1_SCKPA6:SPI1_MISO(如果显示屏不需要返回数据，可以不接)PA7:SPI1_MOSI片选信号：例如使用PA4作为CS使用HAL库初始化SPI：```cSPI_HandleTypeDefhspi1;voidSPI1_Init(void){hspi1.Instance=SPI1;hspi1.Init.Mode=SPI_MODE_MASTER;hspi1.Init.Direction=SPI_DIRECTION_2LINES;hspi1.Init.DataSize=SPI_DATASIZE_8BIT;hspi1.Init.CLKPolarity=SPI_POLARITY_LOW;hspi1.Init.CLKPhase=SPI_PHASE_1EDGE;hspi1.Init.NSS=SPI_NSS_SOFT;hspi1.Init.BaudRatePrescaler=SPI_BAUDRATEPRESCALER_4;hspi1.Init.FirstBit=SPI_FIRSTBIT_MSB;hspi1.Init.TIMode=SPI_TIMODE_DISABLE;hspi1.Init.CRCCalculation=SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;hspi1.Init.CRCPolynomial=10;if(HAL_SPI_Init(&hspi1)!=HAL_OK){Error_Handler();}}```第二步：显示屏初始化（以常见的SPIOLED为例）通常需要发送一系列命令来配置显示屏（如分辨率、扫描方式、开启显示等）。第三步：读取传感器数据-温度传感器：例如DS18B20（单总线）或LM75（I2C）-陀螺仪：例如MPU6050（I2C）或JY62（串口），这里可能需要根据实际传感器调整。注意，问题中提到的是陀螺仪角速度数据。-电子秤：可能是通过ADC读取压力传感器的电压值，然后转换为重量。第四步：显示表格我们需要在显示屏上绘制一个2行5列的表格，并填充数据。由于2x5表格，每行5个数据项，但注意题目要求显示的内容是：组号、姓名、温度范围、温度分辨率、陀螺仪数据和重量信息。这里共有6个数据项，但表格是2x5（10个单元格），所以需要合理分配。可能将每个数据项占一个单元格，但这样只有6个，所以需要设计表格布局。建议表格布局如下（2行，每行5列）：第一行：组号|姓名|温度范围|温度分辨率|陀螺仪数据第二行：重量信息（可能合并多个单元格？）或者将重量信息放在第二行的第一个单元格，然后其余单元格可以留空或显示其他信息？但题目要求是2x5，所以每个行应该有5个单元格。实际上，题目要求显示的是：组号、姓名、温度范围、温度分辨率、陀螺仪数据（角速度）和重量信息。这6个数据项需要分布在10个单元格中？这不太合理。重新理解：题目要求一个2x5表格，即2行5列，共10个单元格。那么每个单元格显示什么？可能需要将一些信息合并或拆分。例如：第一行：组号、姓名、温度范围、温度分辨率、陀螺仪数据（角速度）第二行：重量信息（可能占一个单元格），然后其他四个单元格可以显示其他信息？但题目没有给出其他信息。所以这里可能有两种情况：1.表格的每一行对应一个被测对象（例如两个人），那么每个人需要显示组号、姓名、温度范围、温度分辨率、陀螺仪数据？但重量信息可能是共用的？这不太合理。2.或者表格的第一行是标题，第二行是数据？但这样就是2行5列，第一行5个标题，第二行5个数据。那么6个数据项放不下。因此，需要用户澄清表格的具体内容。但根据问题描述，我们只能按照要求将6个数据项放入表格。由于表格是2x5，我们可以将其中一些数据项跨列显示。例如：第一行：组号（1列）、姓名（1列）、温度范围（1列）、温度分辨率（1列）、陀螺仪数据（1列）第二行：重量信息（跨5列显示，或者单独显示在第一个单元格，其余留空？）但这样第二行就只有一个重量信息，其他单元格空着，不太美观。另一种方式：将6个数据项分成两组，每组3个，然后每行显示5个单元格？这样也行不通。因此，我们可能需要重新设计表格结构，或者与用户确认。但这里我们按照题目要求，假设表格需要显示6个数据项，且表格为2行5列，那么我们可以这样安排：第一行：组号、姓名、温度范围、温度分辨率、陀螺仪数据（角速度）第二行：重量信息（放在第一列），其余四个单元格可以显示其他相关数据（如时间、状态等）？但题目没有要求。由于题目没有提供更多的数据项，我们只能将重量信息放在第二行的第一列，然后其他四个单元格留空或者不显示。或者，重量信息跨列显示。考虑到实际应用，我们建议：第一行：组号、姓名、温度范围、温度分辨率、陀螺仪数据（角速度）第二行：重量（显示在中间位置，可以跨多列显示，比如占用5列，显示一行文字）所以，在实现时，我们可以这样：第一行：5个单元格分别显示5个数据（组号、姓名、温度范围、温度分辨率、陀螺仪角速度）第二行：合并5个单元格，显示重量信息（例如“重量：xxxg”）这样表格结构为：第一行：5列第二行：1列（跨5列）注意：这实际上不符合2x5表格（因为第二行只有1个单元格），但可以满足显示要求。如果严格要求2x5，那么我们可以将重量信息拆分成5部分？显然不行。因此，我们可能需要调整表格设计。如果必须严格2x5，那么我们可以将重量信息显示在第二行的第一个单元格，然后在其他四个单元格显示一些辅助信息（如单位、状态等），但题目没有要求这些。所以，我们决定采用合并单元格的方式，在第二行将5个单元格合并，显示重量信息。具体实现（以SSD1306OLED为例）：1.绘制表格线：先画第一行的5个单元格，然后第二行作为一个单元格（不画中间的竖线）。2.在对应的位置显示文本。由于不同显示屏的驱动方式不同，这里我们以通用的步骤描述：-设置光标位置，在第一行的每个单元格内写入相应的字符串（注意每个单元格的宽度）。-在第二行，我们写重量信息，可以居中显示。代码示例（伪代码）：```c//假设屏幕宽度128，高度64//第一行高度20，第二行高度44（或者根据实际情况调整）//第一行每个单元格宽度：128/5=25.6，取25（最后一个26）//画横线和竖线//第一行底部横线DrawLine(0,20,127,20);//竖线位置：25,50,75,100DrawLine(25,0,25,20);DrawLine(50,0,50,20);DrawLine(75,0,75,20);DrawLine(100,0,100,20);//第二行不画竖线，只画外框（如果之前已经画了整个外框，则内部竖线可以不画）//显示文本//第一行OLED_SetCursor(0,0);OLED_Printf("组号:%d",group_id);OLED_SetCursor(26,0);OLED_Printf("姓名:%s",name);OLED_SetCursor(51,0);OLED_Printf("温度范围:%.1f",temp_range);OLED_SetCursor(76,0);OLED_Printf("分辨率:%.3f",temp_resolution);OLED_SetCursor(101,0);OLED_Printf("陀螺仪:%.1f",gyro_data);//第二行，合并单元格，从(0,21)到(127,63)//居中显示重量charweight_str[32];sprintf(weight_str,"重量:%.1fg",weight);OLED_SetCursor(0,21);//居中显示：计算字符串宽度，然后调整起始位置intlen=strlen(weight_str);intx_start=(128-len*6)/2;//假设每个字符宽6像素OLED_SetCursor(x_start,30);//30为第二行中间位置OLED_Printf(weight_str);```注意：以上代码需要根据实际显示屏的驱动库进行调整。第五步：循环更新在main循环中，定时读取传感器数据，然后刷新显示屏。关于传感器数据读取：1.温度传感器：根据具体型号，读取温度值并计算。2.陀螺仪：读取角速度（x,y,z），可能需要选择其中一个轴或合成值，根据需求。3.电子秤：读取ADC值，根据标定公式转换为重量。注意：不同传感器的接口不同，需要分别初始化。总结步骤：1.初始化所有外设（SPI、I2C、ADC等）2.初始化显示屏3.初始化传感器4.在循环中：读取温度、陀螺仪、重量数据格式化数据绘制表格并显示注意事项：1.由于SPI显示屏通常需要较高的速度，确保SPI时钟设置正确。2.如果使用RTOS，可以将传感器读取和显示更新放在不同任务中。3.如果显示屏驱动需要等待，注意不要阻塞太长时间。由于问题中没有指定具体的显示屏型号和传感器型号，以上为通用步骤。实际开发时需要根据具体器件的数据手册调整。引用说明：在读取陀螺仪数据时，可以参考之前JY62的读取方法（通过串口），但这里我们使用的是SPI或I2C，所以方法不同。电子秤的读取通常通过ADC，需要根据电路设计进行标定。相关问题：§§相关问题§§1.如何为STM32F103RC配置SPI以驱动OLED显示屏？2.如何读取温度传感器（如DS18B20）的数据？3.如何通过ADC读取电子秤的重量？4.如何在OLED上绘制表格？5.如何从陀螺仪（如MPU6050）读取角速度数据？6.如何将多个传感器数据整合显示在一个屏幕上？</think>以下是使用STM32F103RC实现SPI通信显示2x5表格的完整方案： ### 硬件连接方案 1. **SPI引脚连接**： - `PA5` → SCK（时钟线） - `PA7` → MOSI（主出从入） - `PA4` → CS（片选，根据显示屏要求） - 其他：RES（复位）、DC（数据/命令）根据显示屏手册连接 2. **传感器接口**： - 温度传感器：DS18B20（单总线）或LM75（I2C） - 陀螺仪：MPU6050（I2C）或JY62（串口） - 电子秤：HX711（专用接口）或应变片（ADC） ```mermaid graph LR STM32F103RC-->SPI显示屏 STM32F103RC-->温度传感器 STM32F103RC-->陀螺仪 STM32F103RC-->电子秤 ``` ### 软件实现步骤 #### 1. SPI显示屏初始化 ```c // SPI配置（使用SPI1） void SPI_Init() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; SPI_InitTypeDef SPI_InitStruct; // 启用时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE); // 配置引脚 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7; // SCK & MOSI GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // SPI参数 SPI_InitStruct.SPI_Direction = SPI_Direction_1Line_Tx; SPI_InitStruct.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; SPI_InitStruct.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; SPI_InitStruct.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; SPI_InitStruct.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; SPI_InitStruct.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; SPI_InitStruct.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4; SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStruct); SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); } ``` #### 2. 表格显示实现 ```c // 显示2x5表格 void Display_Table() { // 表头 OLED_ShowString(0, 0, "组号", 16); OLED_ShowString(30, 0, "姓名", 16); OLED_ShowString(60, 0, "温度范围", 16); OLED_ShowString(90, 0, "分辨率", 16); OLED_ShowString(120, 0, "陀螺仪", 16); // 第一行数据 OLED_ShowString(0, 2, "A01", 16); OLED_ShowString(30, 2, "张三", 16); OLED_ShowString(60, 2, "-40~85℃", 16); OLED_ShowString(90, 2, "0.1℃", 16); OLED_ShowString(120, 2, "X:0.5", 16); // 第二行数据（重量信息） OLED_ShowString(0, 4, "重量:", 16); OLED_ShowFloatNum(40, 4, weight_value, 2, 16); // 显示重量值 } ``` #### 3. 传感器数据采集 ```c // 获取陀螺仪数据（示例） void Get_Gyro_Data() { uint8_t buf[6]; I2C_ReadBytes(MPU6050_ADDR, GYRO_XOUT_H, buf, 6); // 通过I2C读取 gyro_x = (buf[0] << 8) | buf[1]; // 合并数据 } // 获取重量数据 void Get_Weight() { weight_value = HX711_Read(); // 通过专用接口读取 } ``` #### 4. 主程序逻辑 ```c int main() { SystemInit(); SPI_Init(); OLED_Init(); // 显示屏初始化 Sensors_Init(); // 传感器初始化 while(1) { Get_Temperature(); Get_Gyro_Data(); Get_Weight(); Display_Table(); // 刷新显示 Delay_ms(500); // 500ms刷新周期 } } ``` ### 关键技术点 1. **SPI时序优化**： - 使用DMA传输提高刷新率 - 双缓冲机制避免闪烁 - 时钟分频根据显示屏规格调整（通常8-16MHz） 2. **多传感器融合**： - 温度传感器：需线性校准 $$T = k \times ADC + b$$ - 陀螺仪：数据滤波（卡尔曼滤波） - 电子秤：多点标定 $$W = a \times raw^2 + b \times raw + c$$ 3. **显示优化**： - 使用自定义字库支持中文 - 局部刷新技术（只更新变化区域） - 反色显示关键数据 ### 调试建议 1. 先验证SPI基本通信（发送测试图案） 2. 单独测试每个传感器数据采集 3. 使用SWD接口实时监控数据 4. 添加看门狗防止死机 > 注意：不同显示屏（如OLED/LCD）的初始化序列不同，请参考具体数据手册[^1]。