本发明属于本科实验教学新设备领域，用于电子信息类本科生对单片机学习总结以及arm的初步学习，实现学生从简单单片机到arm实验学习过渡。
背景技术：
物联网的快速发展下、电子信息类专业的本科学生对单片机、arm、传感器的应用实践能力提高有了更加迫切的要求。掌握更对传感器与主控之间的通信协议才能较为准确的获取物理信息转化的数字信息，让主控感知到物理世界的信息，并对这些信息进行处理和网络互连。为了满足学生的需求，本发明公开了基于stm32的常见总线协议实验平台，就是帮助学生掌握获取数字传感器信息的常见总线协议。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于stm32的常见总线协议实验平台，平台设计以模块化为设计原则，能实现模块可拆卸化，具有对外开放性。该平台的使用可以帮助学生初步学习stm32的开发流程，并且学会使用通过常见的四种协议与stm32进行通信的外界传感器、存储芯片、adc或者dac的使用方法。
本发明的技术方案是：一种基于stm32的常见总线协议实验平台，包括硬件和软件实验平台，其特征在于，硬件实验平台包括主控模块、电源模块、按键模块、显示模块以及iic总线接口模块、uart总线接口模块、单总线接口模块和spi总线接口模块；以c语言在keil开发平台上搭建软件实验平台，软件实验平台以按键中断的方式实现四种通信协议的模式切换，四种通信协议是：iic通信协议、uart通信协议、单总线通信协议和spi总线通信协议；同时平台设计人机交互界面，配合按键模块、显示模块以及串口助手小软件实现学生实验过程中的调试观察功能；
其中iic总线接口模块、uart总线接口模块、单总线接口模块以及spi总线接口模块分别由光强传感器、usb转ttl芯片、温度传感器以及dac芯片实现，学生实验过程中可对现有的实现方式进行替换，对其他使用这四种通信协议进行通信的模块具有包容性，并且平台带外部usb接口、db9接口、jtag接口。
优选地，电源模块采用5v外接直流电源，在实验平台内通过dc-dc电源管理芯片实现5v转3.3v，实现对整个实验平台的电源供给，保证实验平台的正常工作。
优选地，显示模块能对四种通信协议工作情况下的工作状态进行显示，包括当前模式下的通信协议类型，协议获取的数据值、以及数据值对应的相关物理值。
优选地，iic通信协议的实验结果用光强传感器获取的光强值进行表现，uart通信协议的实验结果通过串口助手收到的数字信息进行表现，单总线通信协议的实验结果通过温度传感器ds18b20获取的温度值进行表现，spi总线通信协议的实验结果通过dac芯片转换的电压信息给led灯使其亮度发生变化来表现。
优选地，硬件实验平台配套基于c语言的软件程序，并且配套的软件程序分为两个版本，其中一个版本为给教学老师配套的完整版程序，另一版为给学生配套的非完整版程序，非完整版程序对通信协议的关键配置进行了屏蔽，需要学生在实验学习过程中完成对程序的完善。
优选地，配套的软件程序以中断的方式处理四种通信协议的模式切换，硬件实验平台上的按键模块中有四个按键分别对应进入四种通信协议模式，软件实验平台以接收到的按键中断为标志分别进入不同的通信协议模式。
本发明以stm32f103及其最小系统为核心模块，以iic总线接口模块、uart总线接口模块、单总线接口模块、spi总线接口模块为子模块，实现实验平台的硬件设计。以c语言在keil开发平台上搭建软件实验平台，软件实验平台以按键中断对应硬件通信协议的四种模式，以中断处理的方式实现四种总线协议的实验模式切换。同时平台设计人机交互界面，配合按键模块、显示模块以及串口助手小软件实现学生实验过程中的调试观察功能。该平台的使用可以帮助学生初步学习stm32的开发流程，并且学会使用通过常见的四种协议与stm32进行通信的外界传感器、存储芯片、adc或者dac的使用方法。
附图说明
图1是基于stm32的常见总线协议实验平台方案框图。
图2是基于stm32的常见总线协议实验平台样机实物图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅是本发明思路优选的一种具体体现，并不限定本发明的范围。
如图1所示，一种基于stm32的常见总线协议实验平台，硬件实验平台包括主控模块(指stm32f103及其最小系统)、电源模块、按键模块、显示模块以及iic总线接口模块、uart总线接口模块、单总线接口模块和spi总线接口模块进一步，平台设计以模块化为设计原则，能实现模块可拆卸化，具有对外开放性。iic总线接口模块、uart总线接口模块、单总线接口模块、spi总线接口模块为子模块分别由光强传感器、usb转ttl芯片、温度传感器、以及dac芯片实现，学生实验过程中可对现有的实现方式进行替换，对其他使用这四种协议进行通信的模块具有包容性，并且平台带外部usb接口、db9接口、jtag接口。
进一步，iic通信协议的实验结果用光强传感器获取的光强值进行表现，uart协议的实验结果通过stm32给串口助手收到的数字信息进行表现，单总线协议的实验结果通过温度传感器ds18b20获取的温度值进行表现，spi总线协议的实验结果通过dac转换的电压信息给led灯使其亮度发生变化来表现。
进一步，平台电源设计采用5v外接直流电源，在平台内通过dc-dc电源管理芯片实现5v转3.3v的电源设计，实现对整个平台的电源供给，保证平台的正常工作。
本发明中硬件平台配套基于c语言的软件程序，并且配套的软件程序分为两个版本。其中一个版本为给教学老师配套的完整版程序，另一版为给学生配套的非完整版程序，非完整版程序对通信协议的关键配置进行了屏蔽，需要学生在实验学习过程中完成对程序的完善。
进一步，软件配套程序以中断的方式处理四种通信协议的模式切换。硬件上的按键模块中有四个按键分别对应进入四种协议通信模式，软件程序中以接收到的按键中断为标志分别进入不同的模式。
如图2所示，一种基于stm32的常见总线协议实验平台，其人机交互界面由led显示屏和按键模块组成。
进一步，平台中设计使用12864显示屏幕，能对四种通信协议工作情况下的工作状态进行显示，包括当前模式下的通信协议类型，协议获取的数据值、以及数据值对应的相关物理值。
进一步，平台中使用的按键模块由六个按键组成，其中第一排最左边的按键为初始界面模式按键，第二排最右边按键为预留模式按键，其余四个按键分别为四种总线协议对应的按键。