基于STM32的真空度的測量裝置的設(shè)計(jì)

阮敬華+張忠偉+徐沛+李雪蓮+闞茹男

摘 要：采用USART串口通信、SPI通信作為核心技術(shù)，通過氣壓和溫濕度傳感器對環(huán)境的真空值、溫濕度參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)通過SD卡存儲電路進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，并通過USART串口將數(shù)據(jù)傳輸給液晶屏顯示，通過液晶顯示達(dá)到提醒工作人員，以達(dá)到監(jiān)測的目的。

關(guān)鍵詞：USART串口；SPI；SD卡存儲

中圖分類號： TP11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）31-158-2

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

檢測計(jì)由主芯片、電源電路、時鐘電路、串口通信顯示模塊、SD卡存儲模塊、USB數(shù)據(jù)下載模塊、溫濕度和真空度監(jiān)測模塊組成。

1.1 電源

采用USB端口進(jìn)行5V供電，然后用AMS1117將5V電壓轉(zhuǎn)換，得到3.3V電壓。電源電路如圖1所示：

1.2 主控芯片

系統(tǒng)選取STM32F103C8作為主控制芯片STM32系列專為要求低成本、低消耗和高性能的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M3內(nèi)核，相對于其他的控制芯片，時鐘頻率、內(nèi)存、容量、外設(shè)接口和性能有了很大提升，而且還是32位控制芯片市場上功能最低的產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用此芯片，能夠滿足系統(tǒng)對于多個串口通信的需求，以及快速高效的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

主控制芯片電路如圖2所示：

1.3 SD卡存儲

SD卡存儲電路存儲一定時間段的采集數(shù)據(jù)，并采用SPI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸：如圖3所示。

1.4 溫濕度和氣壓傳感器

該系統(tǒng)采用了SHT25溫濕度數(shù)字傳感器。在眾多數(shù)字溫濕度傳感器中，SHT25具有高精度、性能穩(wěn)定、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集器、變送器、自動化過程控制、汽車和暖通空調(diào)行業(yè)。

為了保證該系統(tǒng)的真空度檢測的精密性和穩(wěn)定性，本裝置采用了具有高精密防水、超低功耗、耐高溫和帶DSP的24位ADC高精度輸出的HP206C氣壓傳感器。

1.5 液晶顯示模塊

本系統(tǒng)采用串口液晶通信，使用達(dá)林頓管驅(qū)動串口液晶屏實(shí)現(xiàn)顯示功能，并設(shè)計(jì)了喚醒功能按鍵，驅(qū)動電路如圖4所示。

2 結(jié)束語

該設(shè)計(jì)采用USART串口通信方式，實(shí)現(xiàn)了智能的實(shí)時真空度和溫濕度參數(shù)的系統(tǒng)采集。采用SD卡存儲電路作為實(shí)時存儲參數(shù)也是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)，后續(xù)還可通過PC機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)時有效監(jiān)控遠(yuǎn)距離。但由于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的溫度傳感器屬于低溫傳感器，因此其溫度測量范圍為-25℃～ 125℃，具有一定的局限性，這也是今后需要改進(jìn)的地方。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李莉.雙探頭電渦流傳感器真空度無損檢測系統(tǒng)研究[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2] 雙戈.超聲波厚度檢測儀[J].今日科技，1986（11）.

[3] 宋文緒，楊帆.傳感器與檢測技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2009.

[4] 季力.基于STM32芯片的電參數(shù)測量與數(shù)據(jù)傳輸[J].自動化與儀器儀表，2010（3）.