一種基于stm32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器是一種能夠檢測(cè)被測(cè)量信息并按照一定的規(guī)律變換成電信號(hào)輸出的裝置，其數(shù)字化、微型化、智能化的特點(diǎn)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。本實(shí)用新型為多類型傳感器的嵌入式教學(xué)平臺(tái)，根據(jù)本專業(yè)方向的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了不同類型的傳感器，在教學(xué)過(guò)程中，包括傳感器原理和特性、硬件電路的設(shè)計(jì)、傳感器性能修正、數(shù)據(jù)處理和顯示等環(huán)節(jié)，使學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)一步提升能力，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
[0003]目前教學(xué)平臺(tái)使用數(shù)據(jù)采集卡將傳感器模擬量進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，再上傳到計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)上的處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)分析，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。雖然功能全面，但體積大，操作繁瑣，學(xué)生參與度不強(qiáng)，不符合高等職業(yè)院校的教學(xué)新趨勢(shì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:傳感器連接主控制器，將采集到的信號(hào)發(fā)送到主控制器;按鍵KEY和指示燈LED接口電路連接主控制器，用于選擇傳感器模塊;主控制器還連液晶顯示屏，用于顯示數(shù)據(jù)。
[0007]傳感器包括溫濕傳感器、溫度傳感器、角速度傳感器、線速度傳感器和壓力傳感器。
[0008]溫濕傳感器和溫度傳感器通過(guò)GP1連接主控制器。
[0009]壓力傳感器經(jīng)過(guò)放大電路后再由AD轉(zhuǎn)換器連接主控制器。
[0010]角速度傳感器為三軸數(shù)字輸出陀螺儀，通過(guò)SPI接口連接主控制器。
[0011 ]線速度傳感器為數(shù)字輸出傳感器，通過(guò)IIC接口連接主控制器。
[0012]所述主控制器為STM32處理器。
[0013]本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0014]1.該實(shí)用新型突出小型化并預(yù)留擴(kuò)展接口可根據(jù)課程的需要進(jìn)行擴(kuò)展和剪裁。
[0015]2.選取不同類型接口的傳感器，使學(xué)生在熟悉不同類型傳感的同時(shí)學(xué)會(huì)不同接口的開發(fā)。
[0016]3.選取需要溫度補(bǔ)償?shù)木€速度傳感器，使學(xué)生直觀體會(huì)溫度參數(shù)對(duì)器件性能的影響。
[0017]4.使用市場(chǎng)主流的處理器芯片，緊跟市場(chǎng)需求。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]主控制STM32選取型號(hào)STM32F103ZE芯片。該芯片具備高性能低功耗并且有豐富的外部接口，是目前主流的微控器芯片。
[0022]溫濕度傳感器模塊選取DHTlI芯片，該芯片是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，接口類型為串行單總線，只需要主控器的一個(gè)GP1連接即可，按照傳感器的時(shí)序即可以完溫度和濕度的讀取。
[0023]溫度傳感器模塊選取DS18B20芯片，該芯片和溫濕度傳感器相比，輸出溫度精度更高，精度到小數(shù)小后一位，同樣不需要外圍器件只需要一個(gè)GP1引腳就可以完成溫度的讀取。
[0024]壓力傳感器選取SP20C-G501電阻應(yīng)變式傳感器，由于惠斯登電橋具抑制溫度變化的影響，抑制干擾，補(bǔ)償方便等優(yōu)點(diǎn)，所以該傳感器測(cè)量精度高、溫度特性好的特點(diǎn)。該傳感器輸出的是微弱電信號(hào)，需要硬件電路對(duì)其進(jìn)行放大，再經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換器，選取逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器ADS7805芯片，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)通過(guò)GP1管教連接主控器。
[0025]角速度傳感器選取的是三軸數(shù)字輸出陀螺儀L3G4200D，可以直接由STM32處理器通過(guò)SPI接口讀取三個(gè)坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)。
[0026]線速度傳感器選取數(shù)字輸出傳感器ADXL375，可以直接由STM32處理器通過(guò)IIC接口讀取三個(gè)坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)。
[0027]5個(gè)按鍵和5個(gè)指示燈通過(guò)GP1連接到主控制。
[0028]如圖2所示為本實(shí)用新型的方法流程圖，工作過(guò)程:上電復(fù)位后，STM32處理器啟動(dòng)，初始化指示燈LED、液晶屏并設(shè)置按鍵KEY外部中斷。系統(tǒng)進(jìn)入正常工作模式，等待外部中斷。
[0029]判斷如果按下KEYA，則STM32處理器響應(yīng)對(duì)應(yīng)外部中斷，點(diǎn)亮LEDA燈，并對(duì)溫濕度傳感器初始化，按照傳感器時(shí)序圖讀取溫度信號(hào)和濕度信號(hào)，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制顯示在液晶屏幕上。
[0030]如果是按下KEYB，則STM32處理器響應(yīng)對(duì)應(yīng)外部中斷，點(diǎn)亮LEDB燈，并對(duì)溫度傳感器初始化，讀取溫度信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終把結(jié)果顯示在液晶屏幕上。
[0031]如果是按下KEYC，則STM32處理器響應(yīng)對(duì)應(yīng)外部中斷，點(diǎn)亮LEDC燈，對(duì)線速度傳感器和溫度傳感器初始化并配置，同步采樣線速度傳感器和溫度傳感器的信息，用溫度傳感器的值對(duì)壓力傳感器溫度補(bǔ)償，提高精度。讀取100次每個(gè)坐標(biāo)系的值取平均，作為去零偏的基值，對(duì)于之后的取值用時(shí)間間隔相乘代替時(shí)間積分，得到坐標(biāo)系下的速度偏移，結(jié)果顯示在液晶屏上。
[0032]如果按下KEYD，則STM32處理器響應(yīng)對(duì)應(yīng)外部中斷，點(diǎn)亮LEDD燈，對(duì)角速度傳感器初始化并配置，讀取100次每個(gè)坐標(biāo)系的值取平均，作為去零偏的基值，對(duì)于之后的取值用時(shí)間間隔相乘代替時(shí)間積分，得到坐標(biāo)系下的角度偏移，結(jié)果顯示在液晶屏上。
[0033]如果按下KEYE，則STM32處理器響應(yīng)對(duì)應(yīng)外部中斷，點(diǎn)亮LEDE燈，對(duì)壓力傳感器初始化，得到壓力傳感器的信息，結(jié)果顯示在液晶屏上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:傳感器連接主控制器，將采集到的信號(hào)發(fā)送到主控制器;按鍵KEY和指示燈LED接口電路連接主控制器，用于選擇傳感器模塊;主控制器還連液晶顯示屏，用于顯示數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器包括溫濕傳感器、溫度傳感器、角速度傳感器、線速度傳感器和壓力傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述溫濕傳感器和溫度傳感器通過(guò)GP1連接主控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述壓力傳感器經(jīng)過(guò)放大電路后再由AD轉(zhuǎn)換器連接主控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述角速度傳感器為三軸數(shù)字輸出陀螺儀，通過(guò)SPI接口連接主控制器。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述線速度傳感器為數(shù)字輸出傳感器，通過(guò)IIC接口連接主控制器。7.根據(jù)權(quán)利要求1或3?6任一項(xiàng)所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制器為STM32處理器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于STM32處理器的多類型傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，傳感器連接主控制器，將采集到的信號(hào)發(fā)送到主控制器；按鍵KEY和指示燈LED接口電路連接主控制器，用于選擇傳感器模塊；主控制器還連液晶顯示屏，用于顯示數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型可以讓學(xué)生更好的直觀了解傳感器的性能，對(duì)信息的采集有更深刻的理解和掌握：包括傳感器原理和特性、硬件電路的設(shè)計(jì)、傳感器性能修正、數(shù)據(jù)處理和顯示等環(huán)節(jié)，使學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)一步提升能力，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
【IPC分類】G09B23/00
【公開號(hào)】CN205247704
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520895383
【發(fā)明人】劉嘉慧, 張曉青, 谷中平, 張學(xué)輝
【申請(qǐng)人】遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年11月10日