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淮安市三暢儀表有限公司


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基于STM32F103的智能壓力變送器系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

閱讀：867發(fā)布時(shí)間：2013-7-18

 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)過程控制對壓力變送器性能的要求也日益提高，濺射薄膜傳感器利用陶瓷介質(zhì)代替了傳統(tǒng)的應(yīng)變式壓力傳感器的粘貼膠層，使其在穩(wěn)定性、耐高溫、高輸出阻抗等性能方面得到了極大的提高。然而其測量壓力值仍然會受到溫度等外部因素影響而產(chǎn)生系統(tǒng)特性漂移，如零點(diǎn)漂移、靈敏度漂移等是傳感器系統(tǒng)zui主要的干擾量n 。傳統(tǒng)壓力傳感器主要采用硬件來消除其影響，但成本高，適應(yīng)性較差，而在壓力傳感器與微控制器相結(jié)合的智能壓力變送器系統(tǒng)中，主要通過軟件來實(shí)現(xiàn)，這種方法省去了復(fù)雜的硬件電路設(shè)計(jì)，簡化了裝置，并且可以發(fā)揮微控制器的智能作用，成本低、適應(yīng)性廣。

 
1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括薄膜壓力傳感器、信號調(diào)理電路、嵌入式微處理器、數(shù)／模轉(zhuǎn)換器和液晶顯示等模塊，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。薄膜傳感器輸出的微弱信號通過信號調(diào)理電路進(jìn)行放大后，由模／數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7799將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送至微處理器進(jìn)行非線性補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償?shù)纫幌盗械臄?shù)據(jù)處理，zui終通過無線通信模塊將測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳送到數(shù)據(jù)中心，用以管理人員進(jìn)行監(jiān)控p]。智能型壓力變送器采用壓力傳感器和溫度傳感器分別測量兩個(gè)目標(biāo)參量，利用線性回歸分析法，將兩個(gè)輸出信息進(jìn)行融合處理，從而提高兩個(gè)目標(biāo)參量的測量精度。
1．1 嵌入式微處理器
在智能壓力變送器硬件電路的設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵是采用STM32F103微處理器來實(shí)現(xiàn)信號的補(bǔ)償運(yùn)算和通信的控制。STM32F103是一款中等容量增強(qiáng)型的低功耗ARM處理器，其核心帶有128 KB閃存程序存儲器，高達(dá)20 KB的SRAM，處理器工作電壓為2．0—3．6 V，并且?guī)в锌删幊屉妷簷z測器（PVD），zui低工作電流為0．1 A，有3種低功耗工作模式：睡眠模式、停機(jī)模式和待機(jī)模式，其中在待機(jī)模式下內(nèi)部電壓調(diào)壓器被關(guān)閉，因此所有的內(nèi)部1．8 V部分的供電被切斷；PLL，HSI的RC振蕩器和HSE晶體振蕩器也被關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)工作的低功耗。微處理器內(nèi)部集成有2個(gè)8通道的12位ADC模，數(shù)轉(zhuǎn)換器，1 s的轉(zhuǎn)換時(shí)間，同時(shí)帶有2個(gè)I C接口、2個(gè)USART接口、2個(gè)SPI接口、1個(gè)CAN接口和USB全速接口，方便各種通信數(shù)據(jù)的傳送。

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