基于STM32的真空度的测量装置的设计

阮敬华+张忠伟+徐沛+李雪莲+阚茹男

摘 要：采用USART串口通信、SPI通信作为核心技术，通过气压和温湿度传感器对环境的真空值、温湿度参数进行数据采集，将采集到的数据通过SD卡存储电路进行数据存储，并通过USART串口将数据传输给液晶屏显示，通过液晶显示达到提醒工作人员，以达到监测的目的。

关键词：USART串口；SPI；SD卡存储

中图分类号： TP11 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）31-158-2

1 系统整体设计

检测计由主芯片、电源电路、时钟电路、串口通信显示模块、SD卡存储模块、USB数据下载模块、温湿度和真空度监测模块组成。

1.1 电源

采用USB端口进行5V供电，然后用AMS1117将5V电压转换，得到3.3V电压。电源电路如图1所示：

1.2 主控芯片

系统选取STM32F103C8作为主控制芯片STM32系列专为要求低成本、低消耗和高性能的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，相对于其他的控制芯片，时钟频率、内存、容量、外设接口和性能有了很大提升，而且还是32位控制芯片市场上功能最低的产品。该系统采用此芯片，能够满足系统对于多个串口通信的需求，以及快速高效的进行数据处理。

主控制芯片电路如图2所示：

1.3 SD卡存储

SD卡存储电路存储一定时间段的采集数据，并采用SPI总线进行数据传输：如图3所示。

1.4 温湿度和气压传感器

该系统采用了SHT25温湿度数字传感器。在众多数字温湿度传感器中，SHT25具有高精度、性能稳定、低功耗、抗干扰能力强等优点，广泛应用于数据采集器、变送器、自动化过程控制、汽车和暖通空调行业。

为了保证该系统的真空度检测的精密性和稳定性，本装置采用了具有高精密防水、超低功耗、耐高温和带DSP的24位ADC高精度输出的HP206C气压传感器。

1.5 液晶显示模块

本系统采用串口液晶通信，使用达林顿管驱动串口液晶屏实现显示功能，并设计了唤醒功能按键，驱动电路如图4所示。

2 结束语

该设计采用USART串口通信方式，实现了智能的实时真空度和温湿度参数的系统采集。采用SD卡存储电路作为实时存储参数也是该系统设计的一大特点，后续还可通过PC机实现网络传输，实时有效监控远距离。但由于该系统设计采用的温度传感器属于低温传感器，因此其温度测量范围为-25℃～ 125℃，具有一定的局限性，这也是今后需要改进的地方。

参 考 文 献

[1] 李莉.双探头电涡流传感器真空度无损检测系统研究[M].北京：电子工业出版社，2009.

[2] 双戈.超声波厚度检测仪[J].今日科技，1986（11）.

[3] 宋文绪，杨帆.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2009.

[4] 季力.基于STM32芯片的电参数测量与数据传输[J].自动化与仪器仪表，2010（3）.