基于STM32的真空度的測量裝置的設計

阮敬華+張忠偉+徐沛+李雪蓮+闞茹男

摘 要：采用USART串口通信、SPI通信作為核心技術，通過氣壓和溫濕度傳感器對環境的真空值、溫濕度參數進行數據采集，將采集到的數據通過SD卡存儲電路進行數據存儲，并通過USART串口將數據傳輸給液晶屏顯示，通過液晶顯示達到提醒工作人員，以達到監測的目的。

關鍵詞：USART串口；SPI；SD卡存儲

中圖分類號： TP11 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）31-158-2

1 系統整體設計

檢測計由主芯片、電源電路、時鐘電路、串口通信顯示模塊、SD卡存儲模塊、USB數據下載模塊、溫濕度和真空度監測模塊組成。

1.1 電源

采用USB端口進行5V供電，然后用AMS1117將5V電壓轉換，得到3.3V電壓。電源電路如圖1所示：

1.2 主控芯片

系統選取STM32F103C8作為主控制芯片STM32系列專為要求低成本、低消耗和高性能的嵌入式應用專門設計的ARM Cortex-M3內核，相對于其他的控制芯片，時鐘頻率、內存、容量、外設接口和性能有了很大提升，而且還是32位控制芯片市場上功能最低的產品。該系統采用此芯片，能夠滿足系統對于多個串口通信的需求，以及快速高效的進行數據處理。

主控制芯片電路如圖2所示：

1.3 SD卡存儲

SD卡存儲電路存儲一定時間段的采集數據，并采用SPI總線進行數據傳輸：如圖3所示。

1.4 溫濕度和氣壓傳感器

該系統采用了SHT25溫濕度數字傳感器。在眾多數字溫濕度傳感器中，SHT25具有高精度、性能穩定、低功耗、抗干擾能力強等優點，廣泛應用于數據采集器、變送器、自動化過程控制、汽車和暖通空調行業。

為了保證該系統的真空度檢測的精密性和穩定性，本裝置采用了具有高精密防水、超低功耗、耐高溫和帶DSP的24位ADC高精度輸出的HP206C氣壓傳感器。

1.5 液晶顯示模塊

本系統采用串口液晶通信，使用達林頓管驅動串口液晶屏實現顯示功能，并設計了喚醒功能按鍵，驅動電路如圖4所示。

2 結束語

該設計采用USART串口通信方式，實現了智能的實時真空度和溫濕度參數的系統采集。采用SD卡存儲電路作為實時存儲參數也是該系統設計的一大特點，后續還可通過PC機實現網絡傳輸，實時有效監控遠距離。但由于該系統設計采用的溫度傳感器屬于低溫傳感器，因此其溫度測量范圍為-25℃～ 125℃，具有一定的局限性，這也是今后需要改進的地方。

參 考 文 獻

[1] 李莉.雙探頭電渦流傳感器真空度無損檢測系統研究[M].北京：電子工業出版社，2009.

[2] 雙戈.超聲波厚度檢測儀[J].今日科技，1986（11）.

[3] 宋文緒，楊帆.傳感器與檢測技術[M].北京：高等教育出版社，2009.

[4] 季力.基于STM32芯片的電參數測量與數據傳輸[J].自動化與儀器儀表，2010（3）.