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自动喷药系统

  • 商品编号:单片机648
  • 货  号:单片机648
  • 品  牌:jgyc
  • 开发语言: C
  • 论文字数: 1.2W
  • 市场价: ¥300.00
  • 销售价: ¥200.00
  • 节省: ¥100.00

以下是介绍(不过多网上展示为了防止查重),如需要完整的请联系客服qq购买.提示:本资料已审核通过,内容严格保密,格式标准,质量保证,软件类的包调试成功. 需要这份设计请添加QQ303563675.团购或代理了解

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1        总体方案设计

1.1  设计思路

本设计中,通过STM32单片机输出PWM波来调节PMOS开关电路,来达到调控水泵的开关,以实现喷雾量的可控。系统可通过串口远程进行调控,并将喷雾量数据通过串口实时返回到上位机。系统框图如图2-1.


1    系统硬件平台设计

1.1  系统硬件架构

系统硬件设计包含开关电源设计,STM32最小系统,继电器控制电路,压力传感器等。本系统的硬件架构如下图3-1:


图3-1 系统硬件架构


1.2  STM32最小系统

STM32F103是基于ARM Cortex-M3内核设计,片上集成了丰富的数字和模拟资源,允许最高72MHz的工作频率是一款性价比很高的32位ARM处理器,其管脚封装图如图3-2。自带128KB闪存和20KB的RAM,具有2个SPI接口、具有2个AD模数转换器,可以直接用于检测模拟输入电压,2个IIC接口3个USART接口一个USB接口和一个CAN总线接口,高达40个I/O口资源,采用外部8MHz时钟经过倍频因子PLLMUL可倍频至72MHz,并且自带实时时钟RTC功能,可以实现计时功能,通过一些列的AHB分频器可设置各种外设所需的频率以达到低功耗的目的。

    


图3-2 STM32单片机最小系统


1.3         启动模式选择电路

STM32的启动模式如下表3.1


启动模式选择引脚


启动模式


说明


去BOOT1


BOOT0


X


0


主闪存存储器


主闪存存储器被选为启动区域


0


1


系统存储器


系统存储器被选为启动区域


1


1


内置SRAM


内置SRAM被选为启动区域


表3.1  STM32的启动模式


通过BOOT[1:0]引脚可以选择三种不同启动模式 ,STM32启动模式设置电路如图3-3所示。


在系统复位后,SYSCLK的第4个上升沿,BOOT引脚的值将被锁存。此时可以通过设置BOOT1和BOOT0引脚的状态,来选择在复位后的启动模式。



1.1         电源系统


ME6211系列IC是以CMOS 工艺制造的高精度,高纹波抑制比,低噪音,超快响应低压差线性稳压器。其电源抑制比PSRR高达75dB@1KHZ,输出电流500mA,压差100mV@100mA。ME6211目前的电压值有:1.5V,2.8V,3.0V,3.3V。ME6211系列器稳压器内置固定的参考电压源,误差修正电路,限流电路,相位补偿电路以及低内阻的MOSFET,达到高纹波抑制,低输出噪音,超快响应低压差的性能。ME6211系列兼容体积比钽电容更小的陶瓷电容,而且不需使用ME6211系列的高速响应特性能应付负载电流的波动,所以特别适合使用于手持及射频产品上。通过控制芯片上的 CE 脚可将输出关断,在关断后的功耗只有 1μA以下。本设计的电源系统使用USB适配器提供的5V供电,经稳压器ME6211-3.3降压输出得3.3V,如图3-4所示,供STM32系统供电。


1.1         振荡电路

STM32系统里都有振荡电路,全称叫晶体振荡器,它结合STM32内部电路产生所需的时钟频率,STM32晶振提供的时钟频率趆高,那么STM32运行速度就趆快,STM32的一切指令执行都是依靠STM32晶振提供的时钟频率。


晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。本设计中STM32使用8MHz的晶体振荡器作为振荡源,由于STM32内部带有振荡电路,所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可,电容容量一般在12pF至30pF之间。STM32内核频率是由晶振频率9倍频之后产生的, 即内核频率为72MHz,处理速度非常快。如图3-5所示即为本设计的振荡电路:


1.1         复位系统

    STM32是低电平复位,上电瞬间芯片会自动复位,调试过程中如果需要复位,手动按下按键S1则可以进行复位。设计中复位电路如图3-6所示。




图 3-6 复位系统


1.2         场效应管控制电路

系统使用的PMOS开关控制电路如图3-7所示。由PMOS的控制原理可知,当SG之间的电压高于PMOS的开启门限阀值时,PMOS导通。设计中STM32的PWM输出通过控制NPN三极管2N3904的开关,来控制PMOS IRFR9024的导通与关闭。当PWM输出高电平时,2N3904导通,此时R28两端压降为12v,IRFR9024导通,水泵正常工作,当PWM输出低电平时,2N3904截止,此时R28两端压降为0,IRFR9024不导通,水泵停止工作。


图3-7 PMOS控制电路


 


1.3         串口通信

串口通信指串口按位(bit)发送和接收字节。尽管比按字节(byte)的并行通信慢,但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。在串口通信中,常用的协议包括RS-232、RS-422和RS-485。


RS-232通信方式允许简单连接三线:Tx、Rx和地线。但是对于数据传输,双方必须对数据定时采用使用相同的波特率。尽管这种方法对于大多数应用已经足够,但是对于接收方过载的情况这种使用受到限制。这时需要串口的握手功能。在这一部分,我们讨论三种最常用的RS-232握手形式:软件握手、硬件握手和Xmodem。这里我们讨论的第二种是使用硬件线握手。和Tx和Rx线一样,RTS/CTS和DTR/DSR一起工作,一个作为输出,另一个作为输入。第一组线是RTS(Request to Send)和CTS(Clear toSend)。当接收方准备好接收数据,它置高RTS线表示它准备好了,如果发送方也就绪,它置高CTS,表示它即将发送数据。另一组线是DTR(DataTerminal Ready)和DSR(Data SetReady)。这些线主要用于Modem通信。使得串口和Modem通信他们的状态。例如:当Modem已经准备好接收来自PC的数据,它置高DTR线,表示和电话线的连接已经建立。读取DSR线置高,PC机开始发送数据。一个简单的规则是DTR/DSR用于表示系统通信就绪,而RTS/CTS用于单个数据包的传输。


本文使用的是pL2303 USB转串口数据线,直接连接无线模块到电脑PC端,即可进行无线通信。接口电路如图3-8。


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