【正文】 者產(chǎn)生輸出波形 ( 輸出比較、 PWM、嵌入死區(qū)時(shí)間的互補(bǔ) PWM 等 )。每個(gè)定時(shí)器都有獨(dú)立 的 DMA請求機(jī)制。 在調(diào)試模式下，計(jì)數(shù)器可以被凍結(jié)。每個(gè)定時(shí)器都有一個(gè) 16 位的自動加載遞加 / 遞減計(jì)數(shù)器、一個(gè) 16 位的預(yù)分頻器和 4 個(gè)獨(dú)立的通道，每個(gè)通道都可用于輸入捕獲、輸出比較、 PWM 和單脈沖模式輸出，在最大的封裝配置中可提供最多 12 個(gè)輸入捕獲、輸出比較或 PWM 通道。 ④ 系統(tǒng)時(shí)基定時(shí)器 這個(gè)定時(shí)器是專用于操作系統(tǒng)，也可當(dāng)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的遞減計(jì)數(shù)器。 具有多個(gè)預(yù)分頻器用于配置 AHB 的頻率、高速 APB(APB2)和低速 APB(APB1)區(qū)域。 第 14 頁 | 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 ③ 時(shí)鐘和啟動 系統(tǒng)時(shí)鐘的選擇是在啟動時(shí)進(jìn)行，復(fù)位時(shí)內(nèi)部 8MHz 的 RC 振蕩器被選為默認(rèn)的 CPU 時(shí)鐘，隨后可以選擇外部的、具失效監(jiān)控的 4~16MHz 時(shí)鐘；當(dāng)外部時(shí)鐘失效時(shí)，它將被隔離，同時(shí)會產(chǎn)生相應(yīng)的 中斷。 EXTI 可以檢測到脈沖寬度小于內(nèi)部 APB2 的時(shí)鐘周期。 ② 外部中斷 /事件控制器 (EXTI) 外部中斷 / 事件控制器包含 19個(gè)邊沿檢測器，用于產(chǎn)生中斷 / 事件請求。 ① 嵌套的向量式中斷控制器 (NVIC) STM32F103C8T6 增強(qiáng)型內(nèi)置嵌套 的向量式中斷控制器，能夠處理多達(dá) 43 個(gè)可屏蔽中斷通道 (不包括 16個(gè) CortexM3的中斷線 )和 16 個(gè)優(yōu)先級。 ARM 的 CortexM3處理器是最新一代的嵌入式 ARM 處理器，它為實(shí)現(xiàn) MCU 的需要提供了低成本的平臺、縮減的管腳數(shù)目、降低的系統(tǒng)功耗，同時(shí)提供卓越的計(jì)算性能和先進(jìn)的中斷系統(tǒng)響應(yīng) 。 特殊器件 介紹 本系統(tǒng) 主要 涉及 三 個(gè) 主要芯片 ，分別 是高頻信號 發(fā)生芯片 STM32F103C8T高速 比較器 AD790、 驅(qū)動芯片 MOSFET（ IRF9540） 、 電源芯片 高頻信號 發(fā)生芯片 STM32F103C8T6 STM32F103C8T6 使用高性能的 ARM CortexM3 32 位的 RISC 內(nèi)核，工作頻率為72MHz，內(nèi)置高速存儲器 ( 高達(dá) 64K字節(jié)的閃存和 20K 字節(jié)的 SRAM)，豐富的增強(qiáng) I/O 端口和聯(lián)接到兩條 APB 總線的外設(shè)。 電磁 線圈電路 R14560D5LED2GNDGNDC171032GND12345678910J12EHDVM10P12345678910J22EHDVM10PD8D1C181032 圖 電磁 線圈電路 如圖 ，為了只是電路中電磁線圈的基本工作情況， 設(shè)計(jì)發(fā)光二極管 指示工 第 13 頁 | 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 作狀態(tài) 。為了 確保 AMS1117 的 穩(wěn)定性， 在 輸出連接了一個(gè) 10uF 的 鉭電容 。 + 電源 部分 電路 結(jié)構(gòu) 如圖 ： Vin3GND1Vout2U1D1LED0C110uFC2R11KVCC512J1CON2GND 電源部分 圖 + 電源 部分 本電源部分圍繞 電源 芯片設(shè)計(jì) 。它 在電源 電路 中 不僅起到 了濾波的 作用 ， 而且 還起到對 開關(guān) 第 12 頁 | 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 電源芯片起到了充放電的作用。 在設(shè)計(jì) 完成后， 設(shè)計(jì) 測試電路工作正常 ， 但是當(dāng) 對 此 電路 加上負(fù)載，讓 它 的 輸出電流 超過 800MA 時(shí) ， 芯片 輸出電壓瞬間 降到 左右， 經(jīng)過多次測試，都會出現(xiàn)相同的情況 。 在 設(shè)計(jì)本 電路 之前，我曾設(shè)計(jì)了 與 該店相似的電路，是以LM25765 為主控 電源芯片 。 在本電路中 ， 需要 重點(diǎn)介紹 電源 芯片輸入端口 的 電解電容 C3。 由于 本 電路 采用的是開關(guān)模式， 電路 中加入了大 電感 ， 所以 整體電路呈 感性 ，導(dǎo)致的后果 就是 上電是會 導(dǎo)致 電路震蕩 ,沖擊 電路中的元件。 LM2576 為 開關(guān)型 穩(wěn)壓 集成芯片，它具有最大 3A 輸出 電流 ， 轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 75%~88%，其 內(nèi)部 還 包含 52kHz 振蕩器、 基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路、熱關(guān)斷電路、電流限制電路、放大器、比較器及內(nèi)部穩(wěn)壓電路等 。 5V電壓 。由于系統(tǒng) 最終需要的是 177。 LM337 內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。它的使用非常簡單，僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸出電壓。 LM317 是可調(diào)節(jié) 3端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍 伏到 37 伏時(shí)能夠提供超過 安的電流 。 其中 LM317 是應(yīng)用最為廣泛的電源集成電路之一，它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡單形式，又具備輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)。 5V電源 電路 如圖 ， 177。 5V 電源 電路 112233J3CON32D7D1D4D1D5D1D6D1C124700uFC84700uFR3220IN3ADJ1OUT2IC2LM317IN2ADJ1OUT3IC3LM337C9103C13103W1W2R4220C1010uFC1110uFD3D1D8D1C61uFC141uFC7103C15103112233J4CON32GNDVCC VCC5177。 5V電源 部分 和 +12V 電源 部分。此時(shí) 直流 電壓 大約 為 （ 由于 市電在不同 的 時(shí)候電壓 可能 有所變化，這里的數(shù)據(jù)以理想 狀態(tài)計(jì)算） 。 因此 在需用 穩(wěn)壓芯片時(shí) ，我需要考慮它的負(fù)載能力是否能符合我們要求。 1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 20P1Header 10X2 PB4_JNTRSTPA15_JTDIPA13_JTMSPA14_JTCKPB3_JTDONRST12BOOT0Header 212BOOT1Header 2BOOT0GNDBOOT1GND1122S1SWPBNRSTGNDBOOT044NRST7OSC_IN/PD05OSC_OUT/PD16PA0WKUP10PA111PA212PA313PA414PA515PA616PA717PA829PA930PA1031PA1132PA1233PA13/JTMS/SWDIO34PA14/JTCK/SWCLK37PA15/JTDI38PB018PB119PB2/BOOT120PB3/JTDO39PB4/JNTRST40PB541PB642PB743PB845PB946PB1021PB1122PB1225PB1326PB1427PB1528PC13TAMPERRTC2PC14OSC32_IN3PC15OSC32_OUT4VBAT1VDD_124VDD_236VDD_348VDDA9VSS_123VSS_235VSS_347VSSA8U1STM32F103C8T612Y18MC110pFC26pFC310pFC46pF12Y2R21KBOOT0BOOT0NRSTBOOT1R31KBOOT1C5NRSTR110KPA0PA1PA2/USART2_TXPA3/USART2_RXPA4/SPI1_NSSPA5/SPI1_SCKPA6/SPI1_MISOPA7/SPI1_MOSIPA8PA9/USART1_TXPA10/USART1_RXPA11PA12PA13_JTMSPA14_JTCKPA15_JTDIPB0PB1PB3_JTDOPB4_JNTRSTPB5PB6PB7PB8PB9PB10PB11PB12/SPI2_NSSPB13/SPI2_SCKPB14/SPI2_MISOPB15/SPI2_MOSIPC131 23 45 67 89 1011 12P2Header 6X2HPA2/USART2_TXPA0GNDY1X2Y2X2Y2X1Y1X1NRSTPA11 23 45 67 89 1011 12P3Header 6X2HPB11BOOT1PB0PA6/SPI1_MISOPA4/SPI1_NSSPA3/USART2_RXPA5/SPI1_SCKPA7/SPI1_MOSIPB1PB10GND1 23 45 67 89 1011 12P4Header 6X2HPA13_JTMSGNDPA11PA9/USART1_TXPB15/SPI2_MOSIPB13/SPI2_SCKPB12/SPI2_NSSPB14/SPI2_MISOPA8PA10/USART1_RXPA121 23 45 67 89 1011 12P5Header 6X2HPB9BOOT0PB6PB4_JNTRSTPA15_JTDIPA14_JTCKPB3_JTDOPB5PB7PB8GNDY2X1Y2X2Y1X1Y1X2 圖 高頻信號 發(fā)生電路 第 10 頁 | 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 電源電路 該系統(tǒng)需要 +、 177。 多達(dá) 6 個(gè)定時(shí)器，其中兩個(gè) 16 位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有多達(dá) 4 個(gè)用于輸入 捕獲／輸出比較／ PWM。 通過對 外部 8MHz 晶振 倍頻， 最高頻率可高達(dá) 72MHz。本系統(tǒng)采用的控制芯片是 STM32F103C8T6。 其電路圖。由 STM32F103C8T6 生成的 PWM 信號為高電平為 3． 3V 左右的方波信號， 通 調(diào)節(jié) R2 和 R5的阻值 ， 達(dá)到 分 壓 的目的， 即 調(diào)節(jié) AD790 高速 比較器的閥值電壓， （ 閾值電壓又稱門檻電平 ,是使比較器輸出電壓發(fā)生跳變時(shí)的輸入電壓值 ） ， 通過 AD790 轉(zhuǎn)變成177。 本設(shè)計(jì)方案中 主要包含 整流調(diào)壓 電路、 信號 發(fā)生電路、功率放大電路 、電磁線圈電路 。 因此設(shè)計(jì) 采用了方案三。 方案 選擇 根據(jù)電磁除垢防垢的原理，設(shè)計(jì)了基于 STM32F103 的變頻磁化系統(tǒng)。 方案 一 ： 使用 模擬器件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易于調(diào)試 ，頻率變化 范圍窄 ， 針對不同的應(yīng)用需要調(diào)節(jié)不同的頻率。 電磁除垢防垢的原理方法，大多數(shù)是應(yīng)用低端單片機(jī)控制高頻信號發(fā)生器或模擬信號產(chǎn)生的芯片來產(chǎn)生控制信號。 方案論證 水體是通過吸收電磁場的能量而達(dá)到磁化效果的，由于水質(zhì) (包括硬度、 pH 值、電導(dǎo)率等 )的不同以及外界環(huán)境因素 (如溫度和壓強(qiáng) )的變化會導(dǎo)致水體對磁場的響應(yīng)的靈敏度不同，自然頻率點(diǎn)不同。 功率 放大 電路主要是將信號發(fā)生電路 產(chǎn)生脈沖 進(jìn)行放大，以達(dá)到能驅(qū)動電磁線圈的目的。 信號 發(fā)生電路產(chǎn)生范圍 在 1MHz18MHz 之間脈沖 。 市電 整流調(diào)壓電路信號發(fā)生電路功率放大電路電磁線圈 圖 方案 三 的系統(tǒng)框圖 電源電路將 220V市電 通過 變壓器轉(zhuǎn)為 12V 的 交流電壓， 經(jīng)過整流電路 得到 電壓約為 直流 ，然后 經(jīng)過電源 芯片 分別 得到 、 177。但綜合各方面的影響，頻率應(yīng)在 1010 96 ~ 之間效果較好，再考慮到本設(shè)計(jì)所選用元件頻率工作范圍，本系統(tǒng)的頻率取值范圍在 1—18MHz 之間。 方案三 方案設(shè)計(jì) 概述： 變頻電磁水處理系統(tǒng)中關(guān)鍵和核心的設(shè)計(jì)是能夠自動產(chǎn)生一定頻率變化范圍的電磁場。此外 ，F(xiàn)PGA 還會 實(shí)時(shí)采集輸出信號， 是的 輸出頻率穩(wěn)定在我們設(shè)定的頻率。 方案二 系統(tǒng) 框圖如圖 所示。 利用二極管單 向 導(dǎo)通性，控制反饋 脈沖按照我們 需要的方向 流動 。由于 NE556 產(chǎn)生 的驅(qū)動能力有限，因此 通過 CD4050 緩沖器 ，以及 MOSFET管 ，增強(qiáng)負(fù)載能力，驅(qū)動最終的電磁線圈。 NE 556 其中一個(gè) 555組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器NE 556 另一路組成多諧振蕩器CD 4 0 7 0 邏輯異或NE 556 組成多諧振蕩器NE 556 組成多諧振蕩器CD4070邏輯異或CD4070邏輯異或CD 4 0 5 0 六同相緩沖器增強(qiáng)驅(qū)動能力M O SF