IN4148是为了防止输出端并接高于本稳压模块的输出电压而烧坏7809和7805而特别设计,达到了可靠性电源设计目的。另外,由于系统正常工作电流较大,因此使用时均应在7809和7805上加散热片散热。 由图可见,系统采用双电源供电,提供了系统正常工作所需的电源电压。另外,由于考虑到便携目的,本系统采用+12V铅蓄电池提供系统所需的恒定直流电源。
图3-2 系统电源电路原理图
如图3-2:I/O 口提供了相应的稳定直流电源。其中的IN4004是为了防止电源输入反接烧坏集成稳压块而设计的。由于S3C44B0x采用2.5V作为STM32 内核电源,使用3.3V作为I/O 口电压,故STM32核心控制模块电源需要另外单独设计,其电源电路如图3-2所示。由系统总电源电路提供的+9V稳压电源作为输入,分别经AS1117-5.0、AS1117-3.3、 AS1117-2.5稳压后,输出5.0V、3.3V和2.5V恒定电源,为STM32 内核和I/O口提供了相应的稳定直流电源 。其中的IN4004是为了防止电源输入反接烧坏集成稳压块而设计的。
3.2.2温度采集电路设计:
温度采集模块电路采用AT89S52单片机作为模块的协控制器。对于温度传感器的选用DS18B20,因为DS18B20是Dallas公司最新单总线数字温度传感器,该传感器集温度变换、A/D转换于同一芯片,输出直接为数字信号,大大提高了电路的效率。
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由于现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性,且提高了CPU的效率。AT89S52单片机的P0 口与8路温度传感器相连,用于采集温度数据;另外,模块提供RS-232串行口与STM32核心控制模块通信,达到数据传输的目的。温度采集模块电路原理图如图3-3。
图3-3 温度采集电路原理图
四、软件设计 4.1设计思路:
本系统软件设计是在CodeWarrior for ADS开发环境下完成的。本温度数据采集与显示装置的主体由S3C44B0x核心控制模块和温度数据采集模块构成,所以系统软件也是围绕这两个模块来编写的。而又由于系统采用了S3C44Box和AT89S52两个CPU协同工作,所以软件的编写需要对这两个CPU分别编写,以实现所要求的功能。程序流程图如图4-1。
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开始 ARM初始化 硬件装置初始化 通信初始化 LED显示初始化 键盘初始化 扫描键盘 Y 有键按下 N 处理数值 数据获取 相应显示 数据处理 数据显示
图4-1程序流程图
由该流程图可看出,刚上电时,S3C44B0x要先进行STM32 内部的初始化,以使STM32进入相应的状态和模式;然后初始化硬件装置,以使硬件系统可以正常支持温度数据采集;接着通信初始化,以确定温度采集模块与STM32核心控制模块连接正常,并通过UART复位温度数据采集模块,确保其进入正常温度数据采集状态;然后初始化LCD显示和键盘,在LCD上显示相应的菜单列表,供用户通过键盘选择操作;至此,系统初始化完成,并进入正常主程序循环状态。
在正常主程序循环状态中,首先扫描键盘,以快速的响应用户的按键操作;若没有键值按下,则STM32立即进行数据的采集、处理与显示,以实现实时数据采集与显示等功能。
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其主程序包括温度采集程序、STM32获取温度子程序、温度处理和转换子程序。当STM32 处理器接收到正确的温度数据后,立即进行相应的温度数据处理与转换,变成可被LCD直接显示的正确温度值。 4.2程序清单:
温度处理与转换子程序如下: //存放读取到的当前温度值,未转换 Static U16 a-temp-now[8]={8*0}
//存放经精度计算后的实际温度值,高8位整数部分,低8位小数部分 static U16 b-temp-now[8]={8*0};
//存放8路转换后温度值,分别为百位,十位,个位,小数位 static U8 temp-convent-all[32]={32*0}; //------------------------------- //温度处理与转换子程序
//---------------------------------- void temp-change(void) {
U8 negtive=0x00; //存放数的符号,若为正=0;若为负,=0xff U8 j=0;
U8 *pt=temp-convent-all; U16 *p1=a-temp-now; U16 *p3=b-temp-now; U16 temp=0;
for(j=0;j<8;j++) {
negative =0x00; temp=*p1;
//若温度为负值,进行相应处理 if((temp&0xf80) !=0) {
temp=(~temp)+1;//转为正的原码
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negative=0xff; // 同时置符号为0xff }
//根据精度消除无关数据 switch(a-temp-prec) {
case 0x1f: //精度为9位,则清除最低3位无效位 {
temp=temp&0xfff8;break; }
case 0x3f: //精度为10位,则清除最低2位无效位 {
temp=temp&0xfffc;break; }
case 0x5f: //精度为11位,则清除最低1位无效位 {
temp=temp&0xfffe;break; }
case 0x7f: //精度为12位 {
break; }
}
//换算成实际温度,并扩大10倍,去掉小数部分 temp=(U16)((float)(temp)*0.625); //折算放入b-temp-now 数组中
//高8位放整数部分,低8位放小数部分,最高位放符号位 if(negtive== 0xff) //若为负值 {
*p3=((temp/10)<<8)|(temp)|0x8000; }
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