【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 46 頁(yè) 圖 分解圖 關(guān)于 數(shù)據(jù)處理 的方案 ，以 X 軸為例， X 軸數(shù)據(jù)應(yīng)該在指向 N 時(shí)最大，指向 N 反方向 的時(shí)候?yàn)?最小 值 ，垂直于 N 時(shí)為 X 垂直于 N 時(shí)并不是最小，我們可以假設(shè) X 垂直于 N 時(shí)的數(shù)據(jù)為 Xoff， Y 同理， 我們也能夠 得出： tanθ =（ YYoff） /(XXoff)當(dāng)然θ要分類(lèi) 去 討論，這樣就能得出實(shí)際 X 軸方向偏離北向的角度。 MAG3110 是一款小型的低功耗、數(shù)字三軸磁力計(jì)，內(nèi)涵廣闊的動(dòng)態(tài)領(lǐng)域，可以在帶有外部磁場(chǎng)的印制電路 (PCB)中運(yùn)轉(zhuǎn)。 MAG3110 磁力計(jì)能夠測(cè)量所處地方的磁場(chǎng) (由地磁場(chǎng)和電路板組件所產(chǎn)生的磁場(chǎng)加在一起的總和 )的三個(gè)軸向的組成部分。 MAG3110 包含標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的 I2C 串行接口，可以測(cè)量高達(dá) 10 高斯的所在位置磁場(chǎng)，輸出數(shù)據(jù)的速率 (ODR)可達(dá) 80Hz。相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)速率能夠從 12ms到 數(shù)秒鐘的采樣間距里調(diào)整。 MAG3110 提供塑料 DFN 封裝，可以在 40176。 C 至 +85176。 C 的溫度范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。 MAG3110 程序的算法： ang=MAG3110_DataProcess(*256+， *256+)；可以算出其 ang 的值；當(dāng)?shù)卮艂鞲衅鞯臏y(cè)量范圍無(wú)磁體時(shí)， ang 的值在一個(gè)固定范圍；當(dāng)?shù)卮艂鞲衅鞯臏y(cè)量范圍有磁體時(shí)， ang 的值在另一個(gè)范圍；這樣，可以根據(jù)兩個(gè)不同的范圍設(shè)計(jì) 計(jì)數(shù)器 ，什么時(shí)候顯示有車(chē)， 什么時(shí)候顯示車(chē)離開(kāi)，從而通過(guò)計(jì)時(shí)，程序算出此次 車(chē)輛的多少 。 系列單片機(jī) 系列介紹 不同的系列： STM32F103“增強(qiáng)型”系列和 STM32F101“基本型”系列。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到 72MHz，是同類(lèi)產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘頻率為 36MHz，以 16 位產(chǎn)品的價(jià)格得到比 16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是 16 位產(chǎn)品用戶(hù)的最佳選擇。兩個(gè)系列都內(nèi)置 32K 到 128K 的閃存，不同的是 SRAM 的最大容量和外設(shè)接口的組合。時(shí)鐘頻率 72MHz 時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼， STM32 功耗 36mA，是 32 位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于 。 全新 STM32 互連型（ Connectivity）系列微控制器增加一個(gè)全速 USB（ OTG）接口，使終端產(chǎn)品在連接另一個(gè) USB 設(shè)備時(shí)既可以充當(dāng) USB 主機(jī)又可充當(dāng) USB 從機(jī)；還增加一個(gè)硬件支持 IEEE1588 精確時(shí)間協(xié)議 (PTP)的以太網(wǎng)接口，用硬件實(shí)現(xiàn)這個(gè)協(xié)議可降低 CPU開(kāi)銷(xiāo)，提高實(shí)時(shí)應(yīng)用和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備同步通信的響應(yīng)速度。 全新互連型系列還是 STM32家族中首款集成兩個(gè) 控制器的產(chǎn)品，讓開(kāi)發(fā)人員能夠研制可連接兩條工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CAN（控制器區(qū)域網(wǎng)） 總線(xiàn)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。此外，新系列微控制器還支持以太網(wǎng)、 USB OTG 和 外設(shè)接口同時(shí)工作，因此，開(kāi)發(fā)人員只需一顆芯片就能設(shè)計(jì)整合所有這些外設(shè)接口的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。 STM32 互連型系列產(chǎn)品強(qiáng)化了音頻性能，采用一個(gè)先進(jìn)的鎖相環(huán)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)音頻級(jí)別的 I2S 通信。結(jié)合 USB 主機(jī)或從機(jī)功能， STM32 可以從外部存儲(chǔ)器（ U 盤(pán)或 MP3 播放器）讀取、解碼和輸出音頻信號(hào)。設(shè)計(jì)人員還可以在新系列微控制器上開(kāi)發(fā)人機(jī)界面（ HMI）功能，如播放和停止按鍵，以及顯示器界面。這個(gè)功能使其可用于各種家庭音響設(shè)備，如音響底座系統(tǒng)、鬧鐘 /音樂(lè) 播放器和家庭影院。新系列產(chǎn)品整合先進(jìn)的面向連接的外設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)的 STM32外設(shè)（包括一個(gè) PWM定時(shí)器），高性能的 32位 ARM CortexM3 CPU，這些特性使開(kāi)發(fā)人員可以在設(shè)備上（如家電、樓宇或工業(yè)自動(dòng)化）整合多種功能，如馬達(dá)控制、X Y θ 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 46 頁(yè) 用戶(hù)界面控制和設(shè)備互連功能。其它目標(biāo)應(yīng)用包括需要聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)記錄或 USB 外設(shè)擴(kuò)展功能的系統(tǒng)，如病患監(jiān)視、銷(xiāo)售終端機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)和保安系統(tǒng)。包括新的互連型系列在內(nèi)的 STM32 系列微控制器具有多種配套軟件和開(kāi)發(fā)工具，其中包括意法半導(dǎo)體免費(fèi)提供的軟件庫(kù)以及第三方工具廠(chǎng)商的廣泛支持。意法 半導(dǎo)體還將推出一個(gè)新的評(píng)估板，目前正在向大客戶(hù)提供 STM32F105 和 STM32F107 互連型系列的樣片 ， STM32的運(yùn)算速度大約是 51單片機(jī)的幾十倍 ， 而且外圍接口功能比 51強(qiáng)大 ， STM32系列基于專(zhuān)為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的 ARM CortexM3 內(nèi)核。按性能分成兩 個(gè)， STM32 單片機(jī)程序都是模塊化的，接口相對(duì)簡(jiǎn)單些，因?yàn)樗陨韼Ш枚喙δ埽ぷ魉俣纫部?。?51 的自身功能少 ,需要外圍元件多 ,要求對(duì)電子熟悉 ， 所以本設(shè)計(jì)選擇 STM32 系列單片機(jī)。 STM32F103RCT6 基本參數(shù)： 類(lèi)別：集成電路 (IC) 家庭：嵌入式 微控制器 系列： stm32 芯體尺寸： 32位 速度： 72MHz 連通性： CAN， I2C， IrDA， LIN， SPI， UART/USART， USB 外圍設(shè)備： DMA，電機(jī)控制 PWM， PDR， POR， PVD， PWM，溫度傳感器， WDT 輸入 /輸出數(shù)： 51 程序存儲(chǔ)器容量： 256KB (256K x 8) 程序存儲(chǔ)器類(lèi)型： FLASH RAM 容量： 48K x 8 電壓 電源 (Vcc/Vdd)： 2 V ~ V 振蕩器型：內(nèi)部 工作溫度： 40176。 C ~ 85176。 C 封裝 /外殼： 64LQFP 包裝：托盤(pán) 開(kāi)發(fā)板分類(lèi) STM32開(kāi)發(fā)板 Open103R是一塊以 STM32F103RCT6為主控芯片的開(kāi)發(fā)板，它帶 有大量的擴(kuò)充接口，能夠支持各類(lèi)外圍模塊和設(shè)備的接入。 STM32 系列基于專(zhuān)為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式使用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的 ARM CortexM3 內(nèi)核。按照功能分為兩個(gè)不同的系列： STM32F103“增 強(qiáng)型”系列和 STM32F101“基本型”系列。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率為 72MHz，是同類(lèi)產(chǎn)品中功能和性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘頻率為 36MHz，以 16 位產(chǎn)品的價(jià)錢(qián)獲得比 16 位產(chǎn)品大幅提高的性能，是 16 位產(chǎn)品用戶(hù)的最佳選取產(chǎn)品。兩個(gè)系列都內(nèi)置 32K 到 128K 的閃存，兩者的區(qū)別在于 SRAM 的最大容量和外設(shè)接口 的 組合。時(shí)鐘頻率 72MHz 時(shí) ,從閃存執(zhí)行代碼 ,STM32 功耗 36mA,是 32 位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品 ,相當(dāng)于 。 STM32F103RBT6 這個(gè)型號(hào)的芯片型號(hào)有 7 個(gè)組成部分，并且要按照以下規(guī)則命名： （ 1） STM32： STM32 代表 ARM CortexM3 內(nèi)核的 32 位微控制器。 （ 2） F： F 代表芯片子系列。 （ 3） 103： 103 代表增強(qiáng)型系列。 （ 4） R： R 這一項(xiàng)代表引腳數(shù)，其中 T 代表 36 腳， C 代表 48 腳， R 代表 64 腳， V 代表 100 腳， Z代表 144 腳。 （ 5） B： B 這一項(xiàng)代表內(nèi)嵌 Flash 容量，其中 6 代表 32K 字節(jié) Flash， 8 代表 64K 字節(jié) Flash， B代表 128K 字節(jié) Flash， C 代表 256K 字節(jié) Flash， D 代表 384K 字節(jié) Flash， E 代表 512K 字節(jié) Flash。 （ 6） T： T 這一項(xiàng)代表封裝，其中 H 代表 BGA 封裝， T 代表 LQFP封裝， U 代表 VFQFPN 封裝。 （ 7） 6： 6 這一項(xiàng)代表工作溫度范圍，其中 6 代表 40—— 85℃， 7 代表 40—— 105℃。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 46 頁(yè) STM32 單片機(jī)功能比 51 單片機(jī)功能更強(qiáng)大，速度也快了很多， STM32 里面的 寄存器很多，而且體積比 51 小的太多，其集成度高，容量高，運(yùn)行速度快，體積小，功能強(qiáng)大。本次研究以 51 單片機(jī)著手，但是考慮到浮點(diǎn)運(yùn)算，程序復(fù)雜繁瑣，所以選擇 STM32 單片機(jī)。 PL2303 是 Prolific 公司 制作 的一種高度集成的 RS232USB 接口轉(zhuǎn)換器，可提供一個(gè) RS232 全雙工異步串行通信 設(shè)備 與 USB 的功能 接口 以方便 聯(lián)接的 解決 方案 [5]。 該器件內(nèi)置 USB 功能控制器、USB 收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)的 UART， 只要 外接幾只電容就可 以完成 USB 信號(hào)與 RS232 信號(hào)的轉(zhuǎn)換， 使使用者 能夠 更加 方便 的 嵌入到各種設(shè)備 中 ；該器件作為 USB/RS232 雙向轉(zhuǎn)換器，一方面從主機(jī)接收 USB 數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為 RS232 信息流格式發(fā)送給外設(shè)；另一方面從 RS232 外設(shè)接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 USB 數(shù)據(jù)格式傳送回主機(jī)。這些任務(wù)全部由器件自動(dòng)去實(shí)現(xiàn) ,開(kāi)發(fā)者不需要去考慮固件的設(shè)計(jì)。 PL2303 的高兼容驅(qū)動(dòng)可在大多操作系統(tǒng)上去模 擬成傳統(tǒng) COM 端口，并且可以讓基于 COM 端口應(yīng)用系統(tǒng)可方便地轉(zhuǎn)換成 USB 接口應(yīng)用中，通信波特率高達(dá) 6 Mb/s。在工作模式和休眠模式中具備功耗低的特點(diǎn)，是嵌入式系統(tǒng)手持設(shè)備的首要理想的選擇。該器件具備以下特點(diǎn)：能夠完全的兼容 的協(xié)議；可以調(diào)節(jié) 35 V 輸出電壓，滿(mǎn)足 3V、 和 5V 任何不一樣的應(yīng)用要求；可以支持完整的 RS232 接口，可編程設(shè)置的波特率 75b/s6 Mb/s，并為外部串行接口提供電源； 512 字節(jié)可調(diào)的雙向數(shù)據(jù)緩存；支持默許的 ROM 和外部 EEPROM 存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)配置信息， 具有 I2C 總線(xiàn)接口，支持從外部 MODEM 信號(hào)的遠(yuǎn)程喚醒；支持 Windows98， Windows20xx， WindowsXP， Windows Vista，Windows7 等操作系統(tǒng)； 28 引腳的 SOIC 封裝，是高度集成的 RS232USB 接口轉(zhuǎn)換器。 通過(guò)利用 USB 塊傳輸模式，利用龐大的數(shù)據(jù)緩沖器和自動(dòng)流量控制， PL2303HX 能夠?qū)崿F(xiàn)更高的吞吐量比傳統(tǒng)的 UART（ 通用異步收發(fā)器 ）端口 ,高達(dá) 115200 bps 的波特率可用于更高的性能使用。 圖 PL2303 原理 圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 46 頁(yè) PL2303 特性： 全符合 USB 規(guī)范 （全速兼容） USB 收發(fā)器， 5V 轉(zhuǎn) 的穩(wěn)壓器， 12 MHz 的晶體振蕩器 RS232 這樣的串行接口 1）全雙工發(fā)送器和接收器（ TxD 和 RxD） 2）六個(gè)調(diào)制解調(diào)控制引腳（ RTS， CTS， DTR， DSR， DCD 和 RI） 3）內(nèi)容可以為 5， 6， 7 或 8 個(gè)數(shù)據(jù)位 4）支持自動(dòng)握手各種模式 5）一，一個(gè)半，或兩個(gè)停止位 6）奇偶錯(cuò)誤，幀錯(cuò)誤和串行中斷檢測(cè) 7）可編程波特率從 75bps 到 6 Mbps 8）外部的 RS232 驅(qū)動(dòng)下降控制 9）獨(dú)立的串行接口電源 流量控制 機(jī)制 1）自動(dòng)與 CTS / RTS 流控制 2）自動(dòng)使用的 XON / XOFF 流量控制 3）入站數(shù)據(jù) 緩沖區(qū) 溢出檢測(cè) 512 個(gè)字節(jié)雙向 數(shù)據(jù)緩沖器 1） 256 字節(jié)的輸出緩沖區(qū)和 256 字節(jié)的輸入緩沖區(qū) 2） 128 字節(jié)的輸出緩沖區(qū)和 384 字節(jié)的輸入緩沖區(qū) I / O（ GPIO）引腳 EEPROM Windows 和 Mac OS， Linux 和 WinCE 的驅(qū)動(dòng)程序 10. 具有專(zhuān)為 Windows XP 驅(qū)動(dòng)程序認(rèn)證的標(biāo)志 11. 該 IC 是 SSOP 封裝的小尺寸 28 引腳 PL2303 可提供 PL2303X、 PL2303HX 兩種版本。 PL2303X 用于 3． 3 V 電壓的應(yīng)用， PL2303HX 用于以前使用 PL2303H(5 V)設(shè)計(jì)應(yīng)用的升級(jí)，而兩者驅(qū)動(dòng)程序相同。將 PL2303的 TXD(PINl)和 RXD(PIN5)分別與單片機(jī)上的串口 (TXD 和 RXD)連接， DM、 DP 與計(jì)算機(jī)的 USB 接口連接，再加上其他外圍元件 ，就可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通訊。 PL2303 支持默認(rèn) ROM 和外部 EEPROM 2 種不同的存儲(chǔ)方法，可存儲(chǔ)包括 PID(Pinduc