STM8

STM8（精选3篇）

STM8 篇1

超声波作为一种特殊的声波,由于其指向性强,在空气中传播速度相比光速要小很多,其传播时间容易检测,因此,目前超声波测距中广泛采用回波-渡越时间方法[1],即检测从超声波发射器发出的超声波,经气体介质传播到接收器的时间即为渡越时间。渡越时间与气体中的声速相乘,就是声波传输的距离。该测试方法对于超声波探头的要求相对比较高,不适合做长距离测量。本文设计的超声波测距仪主要用于长度超过10 m的远距离测量,而且要求可靠性高、稳定性好。故本文采用红外与超声波相结合的设计方案以实现这一功能。

1 超声波的测距原理

超声波发生器内有一个共振板和两个压电晶片,当它的外加脉冲信号频率等于压电晶片的固有频率时,压电晶片会产生共振,并带动共振板一起振动,这样就产生了超声波[2]。在电路中,本文采用红外结合超声波的方式来实现测距主要是利用红外传输的快速性、及时性的特点,使用对板发射、接收来实现测距,以解决利用反射原理实现的超声波要经过反射而损耗大量能量导致测量距离比较短的问题。在系统设计中,首先,设定两块板为主从板,主板先发射,从板处于接收状态。主板发射完毕后切换模式为接收状态,从板相反。由于红外的传输速度为光速,可以认为是无穷大,从板一捕获到红外信号即可开启计数器计数,等再次捕获到超声波信号时,停止计数。其间的时间差,即为超声波的传输时间T,则计算的距离S=V×T。

2 系统软硬件设计

系统硬件结构分为单片机控制超声波的发射、接收波的放大、数据处理和显示4个部分。其结构如图1所示。

2.1 红外和超声波发射电路设计

在超声波测距系统中,40 k Hz的超声波信号是最理想的信号,而红外的最佳频率为38 k Hz。其硬件组成电路如图2所示。在超声波发射电路中,由R4、C9和D1构成D-R-C吸收电路来保证三极管Q1能够稳定可靠地工作,而不会损坏。红外的38 k Hz和超声波的40 k Hz频率的方波由STM8单片机的定时器产生。图3为超声波电路中L2和超声波探头P1以及C10共振的波形图,衰减了10倍。图4为红外发射波形图。

2.2 红外和超声波接收电路设计

本系统中红外接收电路主要由HS0038B红外接收管和R32、C23和R33构成,取得的红外信号IRR直接输入STM8单片机的捕获功能引脚作为计数器的启动信号,红外接收电路如图5所示。红外信号接收管HS0038B接收到红外信号输入STM8单片机的捕获中断引脚后经过滤波处理和判定为有效值时,即开启计数器开始计时。

超声波接收电路主要由接收头、三级三极管放大电路和包络检波电路、滤波电路等组成,其电路如图6所示。当接收到超声波信号时,计数器立即停止计数以计算出时间差T。

图7为超声波接收端波形放大及经典的二极管检波电路之后输出的超声波接收端信号波形,其通过比较器输入到STM8单片机的另一个捕获引脚来控制定时器的停止。

2.3 系统软件设计

STM8单片机控制器主要完成红外和超声波的中断响应、发射定时以及产生38 k Hz和40 k Hz的方波来驱动各自的三极管以及红外与超声波接收信号的滤波、数据处理、距离计算和实测距离的显示。系统程序流程如图8所示。

本红外-超声波系统主要应用在工业梁上的运动吊车上。经实践应用证明,该系统测量距离可满足大于10 m的要求,克服了反射式超声波测距仪测量距离只能达到5 m左右的问题,同时消除了反射式超声波测距仪存在的测量盲区,测量精度小于1 cm,可靠性高,超过了实际的应用要求。初步可以满足产业化的需要,经改进可升级成智能化的超声波测距仪。

参考文献

[1]陶建平,伊文庆,柳军.基于DSP和单片机的超声波测距系统[J].科学技术与工程,2010,10(3):763-764.

[2]刘玉梅,张清志.基于超声波测距系统的节能装置设计[J].仪表技术与传感器,2009(2):109-110.

STM8 篇2

高性能

作为全新的S T M 8 S平台，高达20 MIPS的CPU性能和2.95-5.5V的电压范围，有助于现有的8位系统向电压更低的电源过渡。新产品嵌入的1 3 0 n m非易失性存储器，是当前8位微控制器中最先进的存储技术之一，并提供真正的E E P R O M数据写入操作，可达30万次擦写极限。

新产品外设包括1 0位模数转换器，最多有16条通道，转换用时小于3微秒;先进的16位控制定时器可用于马达控制、捕获/比较和P W M功能。其它外设包括一个C A N 2.0 B接口、两个U (S) ART接口、一个I2C端口、一个SPI端口。

兼容性

S T M 8 S平台的外设定义与STM32系列32位微控制器相同。外设共用性有助于提高不同产品间的兼容性，让设计灵活有弹性。应用代码可移植到S T M 3 2平台上，获得更高的性能。除设计灵活外，STM8S的组件和封装在引脚上完全兼容。

触摸感应库

STM8 篇3

关键词：STM8S,压阻式压力传感器,标定,数字压力表

在工业生产和科研活动中，压力计量往往是重要环节，甚至成为了保证产品质量以及生产安全的决定因素。传统的数字压力表是沿用机械压力表来显示的，在光线弱烟雾多的环境中，不仅难以识别具体压力值，而且灵敏度，可视度，误差范围以及机械指针表普遍存在的滞针，跳针，机械器件自然磨损等通病。所以设计一种简单、可视度高的便捷式数字压力表是很有实际意义的。

1 压阻式压力传感器的测量原理

压力传感器可以把压力信号转换成可测量的电信号，特点是精度高、线性一致、重复性好[1]。将压力的变化转换成电阻变化的传感器被称为压阻式压力传感器，当需要进行高精度测量时，通常采用此种传感器，其内部是一个惠斯通电桥，电路结构如图1所示。

压阻式压力传感器是集成电路工艺技术在硅片上制造出4个等值的薄膜电阻，并组成电桥电路。当不受力作用时，电桥处于平衡状态，无电压输出；当受到力作用时，电桥失去平衡，输出与应力成正比的电压[2]。不同类型的压力传感器输出信号大小是不一样的，一般常用的有2～3种，净输出2 mV/V,10 mV/V等。设计中采用的是净输出2 mV/V的硅压阻式压力传感器BYP100，信号输出较为稳定。

2 系统整体框图

本系统的整体框图如图2所示，系统主要包括了STM8S单片机模块和外围电路，外围电路有液晶显示模块、按键电路以及放大器电路。系统电源供电采用5 V的稳压电压。

STM8S单片机系列是8位的低功耗的单片机，工作的电压范围为2.95～5.5 V，可支持干电池供电工作，并提供真正的E2PROM数据写入操作，可达30万次擦写极限，有利于数据的掉电保护。该系列单片机有10位ADC，最多有16个采集通道。

3 硬件设计

3.1 放大器电路

放大器电路主要采用的是MCP6022芯片，内部结构如图3所示。MCP6022是高性能的轨对轨输入/输出运算放大器，带宽为10 MHz，噪声为8.7(10 kHz），低失调电压为±500～±250μV，总谐波失真为0.000 53%，电源电压范围为2.5～5.5 V，满足系统的设计要求。

MCP6022的2脚和3脚接收传感器的压力输入信号，MCP6022的1脚出来的就是放大后的传感器压力输出信号，供给单片机AD通道采集。MCP6022的8脚和4脚分别接电源和地，给MCP6022芯片供电。

3.2 LCD显示模块

LCD显示电路是采用的是HT1621芯片来驱动LCD段码液晶进行显示。HT1621是128点内存映象和多功能的LCD驱动器，HT1621的软件配置特性使它适用于多种LCD应用场合包括LCD模块和显示子系统，用于连接主控制器和HT1621的管脚只有4或5条，重要的是HT1621还有一个节电命令用于降低系统功耗。

通过设置对应的占空比、偏压比、以及LCD驱动电压等驱动LCD段码液晶显示。本系统采用占空比为1 4，偏压比1 3,LCD驱动电压为5 V来驱动4段6位的LCD段码液晶。

4 软件设计

4.1 压力采集算法设计

为了保证采集的压力数据在压力表上能够显示稳定，波动范围较小，满足能够外界压力变化下压力值的连续变化，并且消除由于一些干扰引起的采样值的偏差，需要设计对应的压力采集处理算法[3]。压力处理过程如图4所示。

压力采集通过定时器控制50 ms采集1次。定义一个包含10个数据元素的浮点型缓冲区数组buf[10]，用来存放采集的A/D值value，并返回10个数据元素的平均值avervalue作为标定计算中的电压值。

当填满缓冲区的值后，下一次采集之前先将数组中的元素用上一次的平均值填满，然后采集到的一个A/D值利用先进先出的方法存入缓冲区数组中。其中，如果当前采集到的A/D值，与当前显示的A/D值之间的差值在10个范围之内，差值大于10的，将当前的A/D值加0.2再存入数组中；差值小于10的，将当前压力值减0.2存入数组。

程序部分代码如下：

4.2 标定校准设计

为了减少误差，保证数字压力表的精度，可以采用多点校准，也就是利用多条线段来模拟接近真实的压力传感器的输出曲线[4]。本文采用的是三点校准的方法，分别是在零点，半量程和满量程这三个点，设计精度在0.5%左右。具体标定过程如图5所示。

利用按键1和按键2之间的配合来采集多个点的压力值。通过标定过程采集各个点的电压A/D值作为标定值。标定采用的公式为：

式中：P[i]是多点校准中对应的i点的压力值；V[i]是多点校准中对应的i点的电压值；V是经过压力算法处理过的值。

对于获得更加精确的压力值显示，可以采用继续增加校准的点数的方法来标定。另外已经标定过的电压值可以存储到单片机的E2PROM中，提供掉电数据的保护，避免重复标定[5]。

5 测试与结论

经过实验测试，在5 V稳压电源供电下，设计使用量程在1 000 kPa下，采用3点标定校准的情况下，数字压力表显示的数据跳动范围为1～4 kPa，数据显示较为稳定，能够达到0.5级的精度要求。如表1所示的压力数据。

6 结语

设计的数字压力表采用的是STM8S系列单片机作为控制单元，满足一定的测量精度，硬件电路简单，软件设计可靠，对于便捷式、可视化、误差小的数字压力表的设计具有一定的参考意义。

参考文献

[1]阎文静,张鉴,高香梅.压阻式压力传感器性能的研究[J].传感器世界,2012(2):14-17.

[2]凌永发,王杰.压力传感器的选择与应用[J].云南民族学院学报:自然科学版,2003(3):192-194.

[3]郭睿.智能数字压力表设计[J].机电信息,2011(21):139-140.

[4]王金晨,马思乐,纪成,等.基于MSP430的高精度微功耗可存取数字压力表设计[J].化工自动化及仪表,2012(5):619-621.