• 基于STM32的多路电压测量设计方案
  • 基于STM32的多路电压测量设计方案

    基于STM32的多路电压测量设计方案
     
      本设计提出一种基于STM32芯片的多路电压测量设计方案,测量范围在0-10V之间。把STM32内置A/D对多路电压值进行采样,得到相应的数字量。然后按照数字量和模拟量的比例关系得到对应的模拟电压值,通过TFTLCD显示设备显示出来,同时将多路采集的数据存储到SD卡中。
     
        本设计的硬件主要包括STM32模块,LCD模块,SD卡模块和按键模块。STM32模块不仅作为核心控制器,还包括ADC设备,它主要包括STM32最小系统电路。LCD模块主要包括LCD驱动接口电路。SD卡模块主要是SD卡驱动电路。除此之外,还有用于程序下载调试的J-Link接口电路和电源电路等。
     
      STM32最小系统使用外部高速时钟,外接8M晶振。STM32的两个BOOT引脚都接低电平,以使用户闪存存储器为程序启动区域。芯片采用J-Link下载模式,也可以进行硬件调试。STM32的电源引脚都接了滤波电容以确保单片机电源的稳定。
      STM32F103VET6拥有3个ADC,这些ADC可以独立使用,也可以使用双重模式。STM32的ADC是12位逐次逼近型的模拟数字转换器。它有18个通道可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。STM32的ADC最大的转换速率为1Mhz,也就是转换时间为1us,不能让ADC的时钟超过14M,否则将导致结果准确度下降。STM32将ADC的转换分为2个通道组:规则通道组和注入通道组。规则通道相当于运行的程序,而注入通道就相当于中断。在程序正常执行的时候,中断是可以打断程序正常执行的。同这个类似,注入通道的转换可以打断规则通道的转换,在注入通道被转换完成之后,规则通道才得以继续转换。
      在打开DAC模块电源和配置好DAC所需GPIO的基础上,往DAC通道的数据DAC_DHRx寄存器写入数据,如果没有选中硬件触发,存入寄存器DAC_DHRx的数据会在一个APB1时钟周期后自动传至寄存器DAC_DORx.一旦数据从DAC_DHRx寄存器装入DAC_DORx寄存器,在经过一定时间之后,输出即有效,这段时间的长短依电源电压和模拟输出负载的不同会有所变化。
      STM32系列中内部集成256KB以上Flash,后缀为xC、xD和xE的高存储密度微控制器特有的存储控制机制。通过对特殊功能寄存器的设置,FSMC能够根据不同的外部存储器类型,发出相应的数据/地址/控制信号类型以匹配信号的速度,从而使得STM32系列微控制器不仅能够应用各种不同类型、不同速度的外部静态存储器,而且能够在不增加外部器件的情况下同时扩展多种不同类型的静态存储器,满足系统设计对存储容量、产品体积以及成本的综合要求。
      在STM32内部,FSMC的一端通过内部高速总线AHB连接到内核Cortex-M3,另一端则是面向扩展存储器的外部总线。内核对外部存储器的访问信号发送到AHB总线后,经过FSMC转换为符合外部存储器通信规约的信号,送到外部存储器的相应引脚,实现内核与外部存储器之间的数据交互。FSMC起到桥梁作用,既能够进行信号类型的转换,又能够进行信号宽度和时序的调整,屏蔽掉不同存储类型的差异,使之对内核而言没有区别。
     
      系统软件部分使用C语言编程,同时使用STM32官方提供的固件库,使用的版本为3.5版。STM32固件库也称固件函数库或标准外设库,是一个固件函数包,它由程序、数据结构和宏组成,包括了微控制器所有外设的性能特征。该函数库还包括每一个外设的驱动描述和应用实例,为开发者访问底层硬件提供了一个中间API,通过使用固件函数库,无需深入掌握底层硬件细节,开发者就可以轻松应用每一个外设。因此,使用固态函数库可以大大减少用户的程序编写时间,进而降低开发成本。

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