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STM32F103X家用环境温湿度监测装置的设计(3)

时间:2017-05-01 17:31来源:毕业论文
程序存储器类型 Flash Flash 程序存储器容量 128KB 64KB 数据 RAM 大小 2KB 20KB 接口类型 CAN, I2C, SPI, USART, USB CAN, I2C, SPI, USART, USB 最大时钟频率 72 MHz 72 MHz 工作电源


程序存储器类型    Flash    Flash
程序存储器容量    128KB    64KB
数据 RAM 大小    2KB    20KB
接口类型    CAN, I2C, SPI, USART, USB    CAN, I2C, SPI, USART, USB
最大时钟频率    72 MHz    72 MHz
工作电源电压    2 V - 3.6 V    2 V -3.6 V
数据总线宽度    32 bit    32 bit
可编程输入/输出端数量    100    48
                  
(1)STM32F103x系列控制器的主要特点
该处理器性能可达1.2DMIPS/MHz,还集成了FLASH存储器和多种系统外设,对于本设计中的温湿度监测装置,无需增加复杂的外围器件即可实现,结构简单,程序逻辑清晰,有利于控制成本。该处理器执行 Thumb®-2 指令集以获得最佳性能和代码大小,包括硬件除法、单周期乘法和位字段操作,Cortex-M3 NVIC 在设计时是高度可配置的,最多可提供 240 个具有单独优先级、动态重设优先级功能和集成系统时钟的系统中断。处理器的编程调试方式有JTAG、串口和USB,极为灵活。由于Cortex-M3存储系统采用统一编址方式,程序、数据和寄存器被统一组织,因此处理器的启动模式能灵活配置。这样,就使处理器具备在电路编程(ICP)和在应用编程(IAP)能力,为应用系统的程序升级和扩展提供了极大的便利。STM32系列处理器的主要功能模块相互兼容。
(2)处理器运行时需进行的基本配置:
a) 电源:系统供电、参考电源、后备电池,电压均为3.3V;
b) 时钟: 32.768kHZ晶振输入低速外部时钟信号,8MHZ晶振产生高速外部时钟信号;
c) 外部复位:阻容串联电路和复位按键组成系统的硬件复位;
d) 启动模式选择:BOOT0与BOOT1电平组合形成3种启动模式;
e) LED指示灯:LED指示灯指示电源电压正常;其他三个指示灯用于控制器的一些状态指示,设为高电平驱动;
f) JTAG接口:JTAG口下载、调试或更新程序。
3.3 温湿度测量模块
温湿度测量模块是该装置的关键部分,传感器的选择至关重要,传感器选择SHTxx系列单芯片传感器,它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专利的工业CMOS过程微加工技术,具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件,并与一个14 位的A/D 转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。SHTxx系列具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。综上述分析本系统选取SHT71温湿度数字传感器。
(1) SHT71的性能特点:测温精度±0.4℃,温度测量范围为-40℃~123.8℃,其测湿精度为±3.0%RH,湿度测量范围为0~ 100%RH。湿度值输出分辨率为14位,温度输出分辨率为12位,可编程降至12位和8位。具有可靠的CRC数据传输校验功能。
(2) 传感器的框图如图3.3所示。
 
                       图3.3 传感器内部框图
(3)SHT71采用4针的单排引脚形式包装。SHT71的引脚说明如表3.2所示。
                        表3.2 SHT71引脚说明
Pin    名称              注释
1      SCK    串行时钟,输入 STM32F103X家用环境温湿度监测装置的设计(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_6025.html
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