一種基于stm32處理器的多類型傳感器教學實驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器教學實驗領域，具體地說是一種基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器是一種能夠檢測被測量信息并按照一定的規(guī)律變換成電信號輸出的裝置，其數(shù)字化、微型化、智能化的特點已經(jīng)被廣泛的應用到各個領域。本實用新型為多類型傳感器的嵌入式教學平臺，根據(jù)本專業(yè)方向的實際需求，設計了不同類型的傳感器，在教學過程中，包括傳感器原理和特性、硬件電路的設計、傳感器性能修正、數(shù)據(jù)處理和顯示等環(huán)節(jié)，使學生在實際應用中進一步提升能力，達到提高教學質(zhì)量的目的。
[0003]目前教學平臺使用數(shù)據(jù)采集卡將傳感器模擬量進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，再上傳到計算機，利用計算機上的處理軟件對數(shù)據(jù)分析，得到實驗結(jié)果。雖然功能全面，但體積大，操作繁瑣，學生參與度不強，不符合高等職業(yè)院校的教學新趨勢。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統(tǒng)。
[0005]本實用新型為實現(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實驗系統(tǒng)，其特征在于:傳感器連接主控制器，將采集到的信號發(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GP1連接主控制器。
[0009]壓力傳感器經(jīng)過放大電路后再由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IIC接口連接主控制器。
[0012]所述主控制器為STM32處理器。
[0013]本實用新型具有以下有益效果及優(yōu)點:
[0014]1.該實用新型突出小型化并預留擴展接口可根據(jù)課程的需要進行擴展和剪裁。
[0015]2.選取不同類型接口的傳感器，使學生在熟悉不同類型傳感的同時學會不同接口的開發(fā)。
[0016]3.選取需要溫度補償?shù)木€速度傳感器，使學生直觀體會溫度參數(shù)對器件性能的影響。
[0017]4.使用市場主流的處理器芯片，緊跟市場需求。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是本實用新型的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0021]主控制STM32選取型號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數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器，接口類型為串行單總線，只需要主控器的一個GP1連接即可，按照傳感器的時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，補償方便等優(yōu)點，所以該傳感器測量精度高、溫度特性好的特點。該傳感器輸出的是微弱電信號，需要硬件電路對其進行放大，再經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換器，選取逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器ADS7805芯片，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號通過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SPI接口讀取三個坐標系的數(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IIC接口讀取三個坐標系的數(shù)據(jù)。
[0027]5個按鍵和5個指示燈通過GP1連接到主控制。
[0028]如圖2所示為本實用新型的方法流程圖，工作過程:上電復位后，STM32處理器啟動，初始化指示燈LED、液晶屏并設置按鍵KEY外部中斷。系統(tǒng)進入正常工作模式，等待外部中斷。
[0029]判斷如果按下KEYA，則STM32處理器響應對應外部中斷，點亮LEDA燈，并對溫濕度傳感器初始化，按照傳感器時序圖讀取溫度信號和濕度信號，轉(zhuǎn)換為十進制顯示在液晶屏幕上。
[0030]如果是按下KEYB，則STM32處理器響應對應外部中斷，點亮LEDB燈，并對溫度傳感器初始化，讀取溫度信號進行轉(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處理器響應對應外部中斷，點亮LEDC燈，對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壓力傳感器溫度補償，提高精度。讀取100次每個坐標系的值取平均，作為去零偏的基值，對于之后的取值用時間間隔相乘代替時間積分，得到坐標系下的速度偏移，結(jié)果顯示在液晶屏上。
[0032]如果按下KEYD，則STM32處理器響應對應外部中斷，點亮LEDD燈，對角速度傳感器初始化并配置，讀取100次每個坐標系的值取平均，作為去零偏的基值，對于之后的取值用時間間隔相乘代替時間積分，得到坐標系下的角度偏移，結(jié)果顯示在液晶屏上。
[0033]如果按下KEYE，則STM32處理器響應對應外部中斷，點亮LEDE燈，對壓力傳感器初始化，得到壓力傳感器的信息，結(jié)果顯示在液晶屏上。
【主權(quán)項】
1.一種基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統(tǒng)，其特征在于:傳感器連接主控制器，將采集到的信號發(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實驗系統(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實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述溫濕傳感器和溫度傳感器通過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實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述壓力傳感器經(jīng)過放大電路后再由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實驗系統(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實驗系統(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任一項所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制器為STM32處理器。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統(tǒng)，傳感器連接主控制器，將采集到的信號發(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)。本實用新型可以讓學生更好的直觀了解傳感器的性能，對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、硬件電路的設計、傳感器性能修正、數(shù)據(jù)處理和顯示等環(huán)節(jié)，使學生在實際應用中進一步提升能力，達到提高教學質(zhì)量的目的。
【IPC分類】G09B23/00
【公開號】CN205247704
【申請?zhí)枴緾N201520895383
【發(fā)明人】劉嘉慧, 張曉青, 谷中平, 張學輝
【申請人】遼寧軌道交通職業(yè)學院
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月10日