一种基于stm32处理器的多类型传感器教学实验系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传感器教学实验领域，具体地说是一种基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统。
【背景技术】
[0002]传感器是一种能够检测被测量信息并按照一定的规律变换成电信号输出的装置，其数字化、微型化、智能化的特点已经被广泛的应用到各个领域。本实用新型为多类型传感器的嵌入式教学平台，根据本专业方向的实际需求，设计了不同类型的传感器，在教学过程中，包括传感器原理和特性、硬件电路的设计、传感器性能修正、数据处理和显示等环节，使学生在实际应用中进一步提升能力，达到提高教学质量的目的。
[0003]目前教学平台使用数据采集卡将传感器模拟量进行数字转换，再上传到计算机，利用计算机上的处理软件对数据分析，得到实验结果。虽然功能全面，但体积大，操作繁琐，学生参与度不强，不符合高等职业院校的教学新趋势。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统。
[0005]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:
[0006]—种基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统，其特征在于:传感器连接主控制器，将采集到的信号发送到主控制器;按键KEY和指示灯LED接口电路连接主控制器，用于选择传感器模块;主控制器还连液晶显示屏，用于显示数据。
[0007]传感器包括温湿传感器、温度传感器、角速度传感器、线速度传感器和压力传感器。
[0008]温湿传感器和温度传感器通过GP1连接主控制器。
[0009]压力传感器经过放大电路后再由AD转换器连接主控制器。
[0010]角速度传感器为三轴数字输出陀螺仪，通过SPI接口连接主控制器。
[0011 ]线速度传感器为数字输出传感器，通过IIC接口连接主控制器。
[0012]所述主控制器为STM32处理器。
[0013]本实用新型具有以下有益效果及优点:
[0014]1.该实用新型突出小型化并预留扩展接口可根据课程的需要进行扩展和剪裁。
[0015]2.选取不同类型接口的传感器，使学生在熟悉不同类型传感的同时学会不同接口的开发。
[0016]3.选取需要温度补偿的线速度传感器，使学生直观体会温度参数对器件性能的影响。
[0017]4.使用市场主流的处理器芯片，紧跟市场需求。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的硬件结构图；
[0019]图2是本实用新型的方法流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0021]主控制STM32选取型号STM32F103ZE芯片。该芯片具备高性能低功耗并且有丰富的外部接口，是目前主流的微控器芯片。
[0022]温湿度传感器模块选取DHTlI芯片，该芯片是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，接口类型为串行单总线，只需要主控器的一个GP1连接即可，按照传感器的时序即可以完温度和湿度的读取。
[0023]温度传感器模块选取DS18B20芯片，该芯片和温湿度传感器相比，输出温度精度更高，精度到小数小后一位，同样不需要外围器件只需要一个GP1引脚就可以完成温度的读取。
[0024]压力传感器选取SP20C-G501电阻应变式传感器，由于惠斯登电桥具抑制温度变化的影响，抑制干扰，补偿方便等优点，所以该传感器测量精度高、温度特性好的特点。该传感器输出的是微弱电信号，需要硬件电路对其进行放大，再经过AD转换器，选取逐次逼近型A/D转换器ADS7805芯片，将模拟信号转换为数字信号通过GP1管教连接主控器。
[0025]角速度传感器选取的是三轴数字输出陀螺仪L3G4200D，可以直接由STM32处理器通过SPI接口读取三个坐标系的数据。
[0026]线速度传感器选取数字输出传感器ADXL375，可以直接由STM32处理器通过IIC接口读取三个坐标系的数据。
[0027]5个按键和5个指示灯通过GP1连接到主控制。
[0028]如图2所示为本实用新型的方法流程图，工作过程:上电复位后，STM32处理器启动，初始化指示灯LED、液晶屏并设置按键KEY外部中断。系统进入正常工作模式，等待外部中断。
[0029]判断如果按下KEYA，则STM32处理器响应对应外部中断，点亮LEDA灯，并对温湿度传感器初始化，按照传感器时序图读取温度信号和湿度信号，转换为十进制显示在液晶屏幕上。
[0030]如果是按下KEYB，则STM32处理器响应对应外部中断，点亮LEDB灯，并对温度传感器初始化，读取温度信号进行转换，最终把结果显示在液晶屏幕上。
[0031]如果是按下KEYC，则STM32处理器响应对应外部中断，点亮LEDC灯，对线速度传感器和温度传感器初始化并配置，同步采样线速度传感器和温度传感器的信息，用温度传感器的值对压力传感器温度补偿，提高精度。读取100次每个坐标系的值取平均，作为去零偏的基值，对于之后的取值用时间间隔相乘代替时间积分，得到坐标系下的速度偏移，结果显示在液晶屏上。
[0032]如果按下KEYD，则STM32处理器响应对应外部中断，点亮LEDD灯，对角速度传感器初始化并配置，读取100次每个坐标系的值取平均，作为去零偏的基值，对于之后的取值用时间间隔相乘代替时间积分，得到坐标系下的角度偏移，结果显示在液晶屏上。
[0033]如果按下KEYE，则STM32处理器响应对应外部中断，点亮LEDE灯，对压力传感器初始化，得到压力传感器的信息，结果显示在液晶屏上。
【主权项】
1.一种基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统，其特征在于:传感器连接主控制器，将采集到的信号发送到主控制器;按键KEY和指示灯LED接口电路连接主控制器，用于选择传感器模块;主控制器还连液晶显示屏，用于显示数据。2.根据权利要求1所述的基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统，其特征在于:所述传感器包括温湿传感器、温度传感器、角速度传感器、线速度传感器和压力传感器。3.根据权利要求2所述的基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统，其特征在于:所述温湿传感器和温度传感器通过GP1连接主控制器。4.根据权利要求2所述的基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统，其特征在于:所述压力传感器经过放大电路后再由AD转换器连接主控制器。5.根据权利要求2所述的基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统，其特征在于:所述角速度传感器为三轴数字输出陀螺仪，通过SPI接口连接主控制器。6.根据权利要求2所述的基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统，其特征在于:所述线速度传感器为数字输出传感器，通过IIC接口连接主控制器。7.根据权利要求1或3?6任一项所述的基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统，其特征在于:所述主控制器为STM32处理器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于STM32处理器的多类型传感器教学实验系统，传感器连接主控制器，将采集到的信号发送到主控制器；按键KEY和指示灯LED接口电路连接主控制器，用于选择传感器模块；主控制器还连液晶显示屏，用于显示数据。本实用新型可以让学生更好的直观了解传感器的性能，对信息的采集有更深刻的理解和掌握：包括传感器原理和特性、硬件电路的设计、传感器性能修正、数据处理和显示等环节，使学生在实际应用中进一步提升能力，达到提高教学质量的目的。
【IPC分类】G09B23/00
【公开号】CN205247704
【申请号】CN201520895383
【发明人】刘嘉慧, 张晓青, 谷中平, 张学辉
【申请人】辽宁轨道交通职业学院
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月10日