基于STM32的嵌入式测控系统设计与实现.doc

基于STM32的嵌入式测控系统设计与实现测控系统是水动力实验中的重要测试设备。在实验中有压力、拉力、加速度等物理量通过传感器转换成电压值，需要准确记录。虽然实验模型有很多种，但是共用传感器及测控系统，因此对测控系统的通用性和用户界面友好性提出了要求。本文采用嵌入式架构设计了测控系统。本文设计的系统硬件基于STM32芯片，具有很强的扩展能力，易于移植，其外设单元资源丰富，能够达到系统要求的精度和范围。1、硬件架构采用嵌入式架构（见图1）的优点是通用性强，便于在多平台移植；主控芯片外围电路模块丰富，包括ADC、DA、CAN和SDIO等接口，独立完成对多种类型设备的测量、控制。芯片的主频高，运算能力也很强，适合嵌入复杂的算法。完全适合作为测控系统，具备系统升级和扩展的空间。系统采用意法半导体推出的STM32F103，是基于Coretex-M3内核的32位ARM芯片系列，而ZET6属于该系列的高容量芯片，片内Flash为512KB，片内SRAM为64kB，主频72MHz，具备26位地址线和16位数据宽度。系统的显示屏为翰彩4.3寸TFT液晶屏，分辨率为640480，显示屏驱动模块是SSD1963，采用了16位（5位红色，6位绿色，5位蓝色）64K接口模式，由FSMC数据接口连接控制。覆盖电阻式触摸屏，控制芯片ADS7843输入触摸屏四路电压，用SPI通讯输出触摸点位置信息。图2所示为LCD接口电路。内部ADC模块是12位逐次逼近型，有16通道，采样率最高1MHz。STM32F103的CAN总线单元被称为bxCAN（BasicExtendedCAN），它支持CAN协议2.0A和2.0B；选用的CAN收发器是TJA1050，在CAN协议控制器和物理总线之间起到接口的作用，设计有120的终端匹配电阻以适应不同的总线网络。图3所示为CAN模块的接口电路。另外，本文还设计了RS232接口以适应不同接口要求。图3 CAN模块的接口电路