【文章內(nèi)容簡介】 場的實際情況，本設計中采用電池供電，其電壓為 9V， 8 在設計時， 利用 和 兩塊電源 轉換 芯片 將 9V電壓轉換成 的 穩(wěn)壓電 源。 另外電路中 還包括濾波電路，電源指示燈，工作狀態(tài)指示燈及電源的接口電路。 LM1117 是一個低壓差電壓調(diào)節(jié)器系列。其壓差在 輸出，負載電流為800mA 時為 。它與國家半導體的工業(yè)標準器件 LM317 有相同的管腳排列。LM1117 有可調(diào)電壓的版本，通過 2 個外部電阻可實現(xiàn) ～ 輸出電壓范圍。另外還有 5 個固定電壓輸出（ 、 、 、 和 5V）的型號。 LM1117 提供電流限制和熱保護。電路包含 1 個齊納調(diào)節(jié)的帶隙參考電壓以確保輸出電壓的精度在 177。 1%以內(nèi)。 LM1117 系列具有 LLP、 TO26 SOT22TO220 和 TO252 DPAK 封裝。輸出端需要一個至少 10uF 的鉭電容來改善瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性。 ADJ/GND1IN3O U T2U4 L M 1117 5. 0+C110uf / 16v+ C210uf / 16vV C C 9. 0 V C C 5. 0ADJ/GND1IN3O U T2U5 L M 1117 3. 3+C 3010uf / 16v+ C 3110uf / 16vV C C 5. 0 V C C 3. 3 圖 3 電平轉換電路 模擬信號 采樣 電路 由于 溫度、壓力傳感器 的 信號 一般是 420mA 的電流值和 15V的電壓值，所以在信號進入單片機之前需要將這兩種信號轉換成 的 電 壓 信號，于是在設計模擬信號輸入電路時 分別設計了兩個通道采集不同的模擬量， 即 分為 電流輸入和電壓輸入 兩個通道 。經(jīng)過模擬信號輸入電路的轉換 后輸入 為 電壓信號。電路圖如圖 3 所示 。 選用 2 個 ADC 采集通道， A1 為通道 1，采集 420mA的電流值，然后經(jīng)過轉換電路轉換為 D1 輸出 的電壓值，將其傳給單片機的 PA0 口。 A2 為通道 2，采集 15V 的電壓值，然后經(jīng)過轉換電路轉換為 9 D2 輸出 ，將其傳給單片機的 PA1 口。 C 1 50 . 1 u FC 1 60 . 1 u FR 2 6150R 2 73KD 2 0D I O D ER 1 910kR 1 810kA1A2D1D2R 2 92K 圖 3 模擬信號輸入電路 按鍵 接口電路 本次設計共設有四個按鍵 S S S S4，其中 S1 實現(xiàn) “確定 ”功能， S2實現(xiàn) “返回 ”功能， S3 實現(xiàn)菜單 “上翻 ”功能， S4 實現(xiàn)菜單 “下翻 ”功能， “ 確定 ” 鍵用于選好目標后確認或進入此功能界面， “ 返回 ” 鍵用于返回上一級菜單或主菜單， “上翻”和“下翻” 鍵用于菜單目錄上下的移動選擇，或用于調(diào)整量程時數(shù)字的增加與減少。 按鍵的一端與分別單片機的引腳相連， 工作原理為按鍵不按下時單片機的 PA PA PA PA5 引腳接高電平，按鍵按下后單片機引腳讀入低電平，以此來檢測鍵盤電路按鍵的選取。 R2 1KV C C 3 . 3S2R1 1KV C C 3 . 3S1P A 4R 2 0 1KV C C 3 . 3S3P A 2P A 5R 2 1 1KV C C 3 . 3P A 3S4 圖 4 按鍵 接口 電路 10 AT24C04 存儲電路 AT24C04 采用低功耗 CMOS 技術，可工作在電壓為 下工作，它是由兩個 256 字節(jié)塊構成的，也就是容 量為 22568bit（ 4kbit），完全可以滿足中小規(guī)模的應用需要，它最顯著的特點是只占用 CPU的兩根 I/O 線，就可以實現(xiàn)與 CPU之間的數(shù)據(jù)交換，另外，串行 EEPROM 的體積小，價格低廉，二線電可擦編程只讀存儲器（ EEPROM），為 8 腳雙列直插式塑料封裝 主要用于存放設置好的量程，比如溫度、壓力量程，或者通過手動設定的量程進行存儲，方便在下次開機時系統(tǒng)可以讀取上次退出時的狀態(tài)，省去重新設定的麻煩。AT24C04 與單片機的接口 電路如圖 5 所示： A01A12A23G N D4S D A5S C L6WP7V C C8U 2 1A T 2 4 C 0 4V C C 3 . 3G N DP C 1 4P C 1 3R 3 1R 3 0 V C C 3 . 3C 1 40 . 1 u F 圖 5 EEPROM 存儲器電路原理圖 引腳說明： (1) SDA 串行 地址 /數(shù)據(jù)輸入 /輸出端 這是一個雙向傳輸端，用于傳送地址和數(shù)據(jù)進入器件或從器件發(fā)出數(shù)據(jù)，它是一個漏極開路端，因此要求接一個上拉電阻到 Vcc 端。 對于一般的數(shù)據(jù)傳輸，只有在 SCL 為低電平期間， SDA 的電平才可以變化，在 SCL 為高電平期間 SDA 保持不變。 (2) SCL 串行時鐘端 此輸入端用于同步傳輸進入和發(fā)送器件的數(shù)據(jù) (3) WP 端 此端必須接到 Vss 或者 Vcc 如果此端接到 Vss 時，一般存儲器操作使能（讀 /寫整個存儲器） 如果此端接到 Vcc，寫操作禁止，整個存儲器是寫保護的，讀操作不受到影 11 響。 當 WP 被使能，也就是連接到 Vcc，允許用戶可將 24C04 用作串行 ROM (4) A0、 A A2 端 用戶自定義地址碼，這是由用戶自己設置的，通常的做法就是由他們的組合電平?jīng)Q定的，也就是尋址碼，對于同一型號的 IC 只能最多掛 8 片同種類型的芯片，本次實習由于設計的電路只有一個 AT24C04，故 A0、 A A2 端接地，其地址碼為 000。 LCD 液晶顯示 電路 本設計中才用的是液晶顯示屏型號為 諾基亞 5110。 諾基亞 5110 是 8448 點陣 LCD，每行可以顯示 7 個漢字，可以顯示 4 行， 購買此液晶屏時已經(jīng)帶有 51單片機的驅(qū)動例程，我們只需 將 51 單片 機上驅(qū)動移植到 STM32 上， 從而 實現(xiàn)與主處理器通信。 5110 一共有 8 個引腳，其中有 5 個引腳與單片的 I/O 相連， 如圖6 所示： PB5PB6PB7PB8PB9VCC5.0GNDL C D _ 5 1 10VCC1GND2SCE3RST4D/C5SDIN6SCLK7LED+8U2 5 1 1 0 L C DVCC5.0 圖 6 LCD 管腳分配圖 圖中 引腳 分別是 ： SDIN:串行數(shù)據(jù)輸入端 SCLK:串行時鐘輸入端 D/C:數(shù)據(jù) /命令 SCE:芯片使能 RST:復位輸入端 12 JTAG 接口電路 JTAG 也是一種國際標準測試協(xié)議（ IEEE 兼容） ， 主要用于芯片內(nèi)部測試?，F(xiàn)在多數(shù)的高級器件都支持 JTAG 協(xié)議 ,如 DSP、 FPGA、單片機 器件等。 JTAG 主要應用于：電路的邊界掃 描測試和可編程芯片的在線 系統(tǒng)編程 。 本系統(tǒng)的 JTAG 調(diào)試單元電路如 圖 8 所示。 P B 4P A 1 5P A 1 3P A 1 4P B 3N R S TR 1 31 0 K1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 20J7H E A D E R 1 0 X 2 Y BR 1 4R 1 5R 1 6V C C 3 . 3 圖 8 JTAG 接口電路 相關 JTAG 引腳的定義為： 1 ,VTref 目標板參考電壓，接電源 2， VCC 接電源 3， nTRST 測試系統(tǒng)復位信號 4,6,8,10,12,14,16,18,20， GND 接地 5， TDI 測試數(shù)據(jù)串行輸入 7， TMS 測試模式選擇 9， TCK 測試時鐘 11， RTCK 測試時鐘返回信號 未連接 13， TDO 測試數(shù)據(jù)串行輸出 15， nRESET 目標系統(tǒng)復位信號 17,19 NC 未連接 13 4 軟件設計 系統(tǒng) 主程序流程圖 程序采用模塊化、結構化設計，其軟件的可靠性較好，可維護性強。其主要程序模塊有： (1)主程序 ： 主程序包括歡迎界面的顯示、 讀取 EEPROM 數(shù)據(jù)、 鍵盤的循環(huán)掃描、 ADC 的采集檢測與 LCD 顯示。 (2)菜單 (設置 )程序 ： 菜單程序完成通道的選取、溫度壓力測量的選擇、量程的設置 。 (3)鍵盤掃描子程序 ： 判斷鍵盤按鍵的選取、去除抖 動干擾、按下相應按鍵的結果處理程序。 (4)EEPROM 存儲程序 ： 量程設定后相應量程數(shù)據(jù)的存儲程序與讀取子程序。 本設計的軟件部分主函數(shù)程序設計的流程圖如圖 8 所示。 初 始 化 、 L C D 清 屏讀 取 E E P R O M 中 數(shù) 據(jù)有 鍵 按 下 ？通 道 選 擇 ， 顯 示 A D 值鍵 盤 掃 描N OY E S顯 示 歡 迎 界 面 ， 延 時 3 秒按 鍵 處 理顯 示 圖 8 主函數(shù)程序設計流程圖 14 當系統(tǒng) 復位后 ，首先對時鐘、 I/O、 IIC、 ADC以及 DMA等 硬件進行初始化 ，然后緊接初始化 LCD 顯示器 ，主控制器讀取 EEPROM 中上一次測量 存儲的數(shù)據(jù)，并顯示歡迎界面。緊接著進入按鍵掃描程序，并在主函數(shù)中判斷是否需要調(diào)用相應溫度、壓力的顯示子函數(shù)。 子程序設計框圖 系統(tǒng)初始化 流程圖： 開 始系 統(tǒng) 時 鐘初 始 化ADC初 始 化DMA初 始 化GPIO初 始 化LCD顯 示 初始 化返 回 圖 9 系統(tǒng)初始化流程圖 系統(tǒng)一上電，則會進行系統(tǒng)時鐘初始化，在系統(tǒng)時鐘初始化中，會將系統(tǒng)主時鐘 SYSCLK 設置為 72MHz，將 APB1 時鐘頻率設置為 36MHz， APB2 時鐘頻率設置為 72MHz。并且啟動將用到的外設資源的時鐘，比如定時器，串口等等。 STM32 內(nèi)部有 2個 ADC，每個 ADC 是 12 位的逐次逼近型模擬數(shù)字轉換器。它有 18 個通道，可測 量 16 個外部和 2 個內(nèi)部信號源。各通道的 A/D 轉換可以單次、連續(xù)、掃描或間斷模式執(zhí) 行 。 ADC 的結果可由轉換完成中斷處理或由 DMA存儲，通道的轉換可以單次、連續(xù)、掃描或間斷模式執(zhí)行，轉換結果以左對齊或右對齊方式存儲在 16 位數(shù)據(jù)寄存器中。通道采樣時間可編程，總轉化時間可縮減 15 到 1us，此