基于STM32L單片機的無線電子價簽設計

高 亞 張 祁 王英志 師 欣 周添鵬

（1.長春理工大學 光電工程學院，吉林 長春130022；2.長春理工大學 電子信息工程學院，吉林 長春130022）

0 引言

隨著零售業(yè)的蓬勃發(fā)展，超市規(guī)模越來越大，超市中的商品種類越來越多，各類促銷活動也使得商品價格變化越來越頻繁，導致在更換及管理價格標簽上花費了大量的時間和精力，而又不可避免地會出現(xiàn)差錯，帶來不便。正是這些原因促使了電子價簽的誕生。電子價簽是一種放置在產品貨架上，替代傳統(tǒng)紙質價格標簽的電子顯示裝置。

每一個電子價簽通過無線通信技術與商場計算機數(shù)據(jù)庫相連，并將最新的商品價格信息通過電子紙顯示出來， 完成商品信息的更新。電子價簽具有實時更新商品信息，降低勞動強度，避免差錯等特點。

1 系統(tǒng)硬件設計

無線電子價簽的設計，主要完成商品價格等信息的顯示，并能夠被遠程修改標簽上的信息。 系統(tǒng)原理框圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)原理框圖

1.1 單片機選擇

選用意法半導體公司ARM CortexTM-M3 核的32 位STM32L152C8單片機，負責系統(tǒng)的整體運行。 單片機特點為：工作頻率為32MHz，劃分6 種工作模式， 使其在任何設定時間內都能以最低的功耗完成任務。 內部集成USART 接口和USB2.0 全速接口等，可以利用SPI 通信模式與外部器件通信，調試模式為SWD 和JATG 接口。

1.2 電源模塊設計

系統(tǒng)用紐扣電池CR2032 供電，紐扣電池提供3V 電源，為單片機STM32L152C8、無線收通信模塊和電子紙顯示模塊供電。 具體的供電電路圖如圖2 所示，其中標號VCC 為單片機和無線通信模塊供電，標號VCCEPD 為電子紙供電。

圖2 系統(tǒng)電源模塊電路圖

1.3 無線通信模塊設計

無線通信模塊選用TI 公司的CC1100 芯片，它具有低功耗、接收靈敏度高、速率可編程、工作頻段可選擇等特點。 省去CC1100 的外圍電路，它與單片機的接口如圖3 所示。

圖3 單片機與CC1100 接口圖

1.4 電子紙顯示模塊接口設計

選用大連晶顯電子有限公司2.1 寸的電子紙， 它采用E-LNK 技術，其特點：（1）可在日光照射下閱讀；（2）與液晶不同，使用墨水的Panel 可以做到厚度薄，重量輕；（3）180 度全視角，和普通紙張效果一樣；（4）高分辨率，172×72 像素；（5）靠電壓脈沖進行刷新，在不需要刷新的時候實際功耗為零。 SPI 總線控制模式，使用SCLK，SDIN，CS 三根線控制顯示數(shù)據(jù)，顯示的數(shù)據(jù)包括商品價格，產地，生產日期等等。電子紙與單片機的接口電路如圖4 所示。

圖4 電子紙與單片機接口電路圖

圖5 系統(tǒng)主程序流程圖

2 系統(tǒng)軟件設計

程序是在KEIL 公司Keil uVision4 環(huán)境下開發(fā)的， 子程序包括：無線通信模塊初始化，電子紙顯示模塊初始化。 主程序流程圖如圖5 所收。

3 電子價簽應用實例

設計好的電子價簽， 50 個電子價簽與一個中繼組成測試網絡。測試中，可以把遠程的或者無線的數(shù)據(jù)通過中繼發(fā)送給電子價簽，累計修改數(shù)據(jù)2000 次時，有兩個數(shù)據(jù)發(fā)生了錯誤，而且用紐扣電池供電的50 個電子價簽， 最長的工作時間是461 天， 最短的工作時間是372天。從測試中發(fā)現(xiàn)，總體上工作壽命與數(shù)據(jù)更新次數(shù)有關，更新數(shù)據(jù)次數(shù)多的電子價簽工作時間相對短，更新數(shù)據(jù)次數(shù)少的電子價簽工作時間相對長。

4 總結

本設計介紹了一種基于低功耗思想的無線電子價簽，從硬件與軟件兩個方面對其進行了介紹。 設計的無線電子價簽，能夠通過無線方式接收要顯示的商品信息，并且生命周期在一年以上。 本設計可以用于大中型零售商店，有利于商品的數(shù)字化管理，系統(tǒng)成本低，便于使用，容易推廣。

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［2］苗軼如,華澤璽,李國勝.基于PLC 和CC1100 的礦井司控道岔系統(tǒng)[J].儀表技術與傳感器,2013,4:43-46.

［3］大連晶顯電子有限公司.電子紙數(shù)據(jù)手冊[EB/OL]. http://www. good-display.com,2012.