姜媛 趙世濤

摘要：STM32是一個(gè)通用微控制器產(chǎn)品系列，通過預(yù)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(hào)的變化，再通過各種轉(zhuǎn)換機(jī)制把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)作、光信號(hào)、聲音信號(hào)、顯示圖像等形式的變化，從而達(dá)到智能化控制的目的。其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，典型的應(yīng)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(shè)備、醫(yī)療器械、安全防護(hù)等領(lǐng)域。該文介紹的是其在電子樁考中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：STM32；微控制器；電子樁考

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)22-5425-02

STM32在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和規(guī)劃上靈活多樣、配置豐富，配備常見的外設(shè)如多通道ADC、通用定時(shí)器、I2C總線接口、CAN總線接口、USB控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC等。還包含7個(gè)DMA通道，每個(gè)通道都可以進(jìn)行設(shè)備與內(nèi)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(shí)STM32保持了低功耗特性，它可以在3.3V的標(biāo)準(zhǔn)電壓下工作，所有設(shè)備在滿速72MHz主頻運(yùn)行時(shí)僅消耗36mA的電流。在可靠性方面，STM32也有其優(yōu)勢(shì)，他的硬件設(shè)備包括一個(gè)低電壓檢測(cè)器、一個(gè)時(shí)鐘安全管理系統(tǒng)和兩個(gè)看門狗定時(shí)器。如果外部主振蕩器的失效，時(shí)鐘管理系統(tǒng)可以立刻檢測(cè)到，并安全地將內(nèi)部8MHz的RC振蕩器切換為主時(shí)鐘源。窗口看門狗必須在事先定義好的時(shí)間上下限到達(dá)之前刷新，過早或過晚都將出發(fā)其復(fù)位。獨(dú)立看門狗使用外部振蕩器驅(qū)動(dòng)，保持與主系統(tǒng)時(shí)鐘的相互獨(dú)立。

1電子樁考硬件電路設(shè)計(jì)

根據(jù)汽車在考試過程中的實(shí)際情況，采集汽車壓線或撞桿信息，9路紅外開關(guān)信號(hào)和6路磁接近開關(guān)信號(hào)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(jī)。

圖1硬件電路示意圖

2 STM32最小系統(tǒng)

2.1電源供應(yīng)方案

電源：

圖2電源供應(yīng)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(zhuǎn)換芯片LM2575可以得到USART轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)中電壓采用3.3V，經(jīng)過LM2575電壓轉(zhuǎn)換芯片可以達(dá)到需求。

2.2復(fù)位電路

STM32微控制器含內(nèi)部復(fù)位電路，當(dāng)VDD引腳電壓小于2.0V時(shí)器件會(huì)保持在復(fù)位狀態(tài)，但是會(huì)有40mV的延遲（即復(fù)位狀態(tài)在2.0V+40mV內(nèi)一直保持）

2.3時(shí)鐘源的選擇

STM32帶有內(nèi)部的RC震蕩器，可以為內(nèi)部PLL(鎖相環(huán))提供時(shí)鐘，可以依靠內(nèi)部振蕩器在72MHz的滿速狀態(tài)運(yùn)行。但內(nèi)部RC振蕩器相比外部晶振來說不夠準(zhǔn)確，同時(shí)也不夠穩(wěn)定，所以本設(shè)計(jì)采用外部時(shí)鐘源。高速外部震蕩器（HSE）主要作為Cortex-M3處理器和STM32外設(shè)的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘，低速外部振蕩器（LSE）用于驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）以及窗口看門狗（IWDG）。

3信號(hào)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(hào)，當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)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(shí)現(xiàn)了“光——電——光”的轉(zhuǎn)換。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用。信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電器隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)無影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無觸點(diǎn)，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(yīng)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(shè)計(jì)

圖4

CH341T是一個(gè)USB總線的轉(zhuǎn)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(hào)以及常用的MODEM聯(lián)絡(luò)信號(hào)，用于為計(jì)算機(jī)擴(kuò)展異步串口，或者將普通的串口設(shè)備直接升級(jí)到USB總線。在打印口方式下，CH341T提供了兼容USB相關(guān)規(guī)范和Windows操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)USB打印口，用于將普通的并口打印機(jī)直接升級(jí)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(jī)/DSP/MCU的環(huán)境下，直接輸入輸出數(shù)據(jù)。

表1 CH341T標(biāo)準(zhǔn)的公共引腳

5結(jié)束語

STM32功能強(qiáng)大，應(yīng)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(duì)其進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)，才能將它的全部功能發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)：

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