一種基于stm32處理器的多類型傳感器教學實驗系統的制作方法
【技術領域】
[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。
【背景技術】
[0002]傳感器是一種能夠檢測被測量信息并按照一定的規律變換成電信號輸出的裝置，其數字化、微型化、智能化的特點已經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，根據本專業方向的實際需求，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、數據處理和顯示等環節，使學生在實際應用中進一步提升能力，達到提高教學質量的目的。
[0003]目前教學平臺使用數據采集卡將傳感器模擬量進行數字轉換，再上傳到計算機，利用計算機上的處理軟件對數據分析，得到實驗結果。雖然功能全面，但體積大，操作繁瑣，學生參與度不強，不符合高等職業院校的教學新趨勢。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術的不足，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。
[0005]本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是:
[0006]—種基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統，其特征在于:傳感器連接主控制器，將采集到的信號發送到主控制器;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，用于顯示數據。
[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]壓力傳感器經過放大電路后再由AD轉換器連接主控制器。
[0010]角速度傳感器為三軸數字輸出陀螺儀，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點:
[0014]1.該實用新型突出小型化并預留擴展接口可根據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。
[0016]3.選取需要溫度補償的線速度傳感器，使學生直觀體會溫度參數對器件性能的影響。
[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構圖；
[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，再經過AD轉換器，選取逐次逼近型A/D轉換器ADS7805芯片，將模擬信號轉換為數字信號通過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據。
[0026]線速度傳感器選取數字輸出傳感器ADXL375，可以直接由STM32處理器通過IIC接口讀取三個坐標系的數據。
[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換，最終把結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，結果顯示在液晶屏上。
【主權項】
1.一種基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統，其特征在于:傳感器連接主控制器，將采集到的信號發送到主控制器;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，用于顯示數據。2.根據權利要求1所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統，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.根據權利要求2所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統，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.根據權利要求2所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統，其特征在于:所述壓力傳感器經過放大電路后再由AD轉換器連接主控制器。5.根據權利要求2所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統，其特征在于:所述角速度傳感器為三軸數字輸出陀螺儀，通過SPI接口連接主控制器。6.根據權利要求2所述的基于STM32處理器的多類型傳感器教學實驗系統，其特征在于:所述線速度傳感器為數字輸出傳感器，通過IIC接口連接主控制器。7.根據權利要求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，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，傳感器連接主控制器，將采集到的信號發送到主控制器；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，用于顯示數據。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、數據處理和顯示等環節，使學生在實際應用中進一步提升能力，達到提高教學質量的目的。
【IPC分類】G09B23/00
【公開號】CN205247704
【申請號】CN201520895383
【發明人】劉嘉慧, 張曉青, 谷中平, 張學輝
【申請人】遼寧軌道交通職業學院
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月10日