姜媛 趙世濤

摘要：STM32是一個通用微控制器產(chǎn)品系列，通過預先編制的程序，接收特定環(huán)境參數(shù)或用戶操作，按照一定的規(guī)則控制電信號的變化，再通過各種轉換機制把電信號轉換成機械動作、光信號、聲音信號、顯示圖像等形式的變化，從而達到智能化控制的目的。其應用領域越來越廣，典型的應用方向包括工業(yè)控制、公共交通、汽車電子、智能家電、辦公設備、醫(yī)療器械、安全防護等領域。該文介紹的是其在電子樁考中的應用。

關鍵詞：STM32；微控制器；電子樁考

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)22-5425-02

STM32在產(chǎn)品設計和規(guī)劃上靈活多樣、配置豐富，配備常見的外設如多通道ADC、通用定時器、I2C總線接口、CAN總線接口、USB控制器、實時時鐘RTC等。還包含7個DMA通道，每個通道都可以進行設備與內存之間的8位、16位或32位數(shù)據(jù)的傳輸。在具備高性能表現(xiàn)的同時STM32保持了低功耗特性，它可以在3.3V的標準電壓下工作，所有設備在滿速72MHz主頻運行時僅消耗36mA的電流。在可靠性方面，STM32也有其優(yōu)勢，他的硬件設備包括一個低電壓檢測器、一個時鐘安全管理系統(tǒng)和兩個看門狗定時器。如果外部主振蕩器的失效，時鐘管理系統(tǒng)可以立刻檢測到，并安全地將內部8MHz的RC振蕩器切換為主時鐘源。窗口看門狗必須在事先定義好的時間上下限到達之前刷新，過早或過晚都將出發(fā)其復位。獨立看門狗使用外部振蕩器驅動，保持與主系統(tǒng)時鐘的相互獨立。

1電子樁考硬件電路設計

根據(jù)汽車在考試過程中的實際情況，采集汽車壓線或撞桿信息，9路紅外開關信號和6路磁接近開關信號經(jīng)過光耦后通過一定的硬件邏輯接入STM32F103Z6的I/O口，分析處理數(shù)據(jù)后由串口輸出將數(shù)據(jù)傳給上位機。

圖1硬件電路示意圖

2 STM32最小系統(tǒng)

2.1電源供應方案

電源：

圖2電源供應方案示意圖

如圖2所示，電源電壓為直流電12V，可直接供電給光耦，通過電源電壓轉換芯片LM2575可以得到USART轉串口芯片CH341T所需電壓5V，STM32使用單電源供電，其電壓范圍必須是2.0~3.6V，本設計中電壓采用3.3V，經(jīng)過LM2575電壓轉換芯片可以達到需求。

2.2復位電路

STM32微控制器含內部復位電路，當VDD引腳電壓小于2.0V時器件會保持在復位狀態(tài)，但是會有40mV的延遲（即復位狀態(tài)在2.0V+40mV內一直保持）

2.3時鐘源的選擇

STM32帶有內部的RC震蕩器，可以為內部PLL(鎖相環(huán))提供時鐘，可以依靠內部振蕩器在72MHz的滿速狀態(tài)運行。但內部RC振蕩器相比外部晶振來說不夠準確，同時也不夠穩(wěn)定，所以本設計采用外部時鐘源。高速外部震蕩器（HSE）主要作為Cortex-M3處理器和STM32外設的驅動時鐘，低速外部振蕩器（LSE）用于驅動實時時鐘（RTC）以及窗口看門狗（IWDG）。

3信號采集電路

光耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號，當輸入端加電信號時放光器發(fā)出光線，受光器接收光線之后產(chǎn)生光電流，從輸出端流出。從而實現(xiàn)了“光——電——光”的轉換。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用。信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電器隔離，輸出信號對輸入信號無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。

圖3光耦合器原理圖

4通信電路設計

圖4

CH341T是一個USB總線的轉接芯片，通過USB總線提供異步串口、打印口、并口以及常用的2線和4線等同步串行接口。在異步串口方式下，CH341T提供串口發(fā)送使能、串口接收就緒等交互式的速率控制信號以及常用的MODEM聯(lián)絡信號，用于為計算機擴展異步串口，或者將普通的串口設備直接升級到USB總線。在打印口方式下，CH341T提供了兼容USB相關規(guī)范和Windows操作系統(tǒng)的標準USB打印口，用于將普通的并口打印機直接升級到USB總線。在并口方式下，CH341T提供了EPP方式或MEM方式的8位并行接口，用于在不需要單片機/DSP/MCU的環(huán)境下，直接輸入輸出數(shù)據(jù)。

表1 CH341T標準的公共引腳

5結束語

STM32功能強大，應用廣泛，本篇文章只是展現(xiàn)了它的很少一部分的功能，還必須對其進行更深入的學習，才能將它的全部功能發(fā)揮出來。

參考文獻：

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[3] Labrosse J J.嵌入式實時操作系統(tǒng)[M].邵貝貝,等,譯.北京航空航天大學出版社,2003.