智能仪器设计技术

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1、智能仪器设计技术实验指导书东南大学仪器科学与工程学院2013年3月前言本实验核心模块使用的微处理器为STM32F103RCT6。STM32系列微处理器基于ARMCortex-M3内核，专门用于高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用系统。按性能分为两个系列：32位STM32F103“增强型”和16位STM32F101“基本型”。增强型时钟频率为72MHz，基本型时钟频率为36MHz；两个系列都内置Flash、SRAM和12位ADC，不同的是存储器容量、外设接口数量和组合方式。STM32F103RCT6微处理器拥有51个输入/输出引脚，内置DMA、PWM（电机控制）以及POR/PDR（上电/断电复

2、位）、PVD（可编程电压监测器）、WDT（看门狗定时器）、ADC（2个12位）、温度传感器等外围设备，具有CAN、I2C、SPI、UART/USART、USB等9个通信接口；内置Flash256KB(×8)、SRAM48KB(×8)。工作温度-40°C～85°C，电源电压2V～3.6V。本教程配合“Lab8000智能仪器设计（通用微控制器）实验系统”和“Cortex-M3实验扩展模块”使用，适用于电类专业大学本科生“智能仪器设计技术”课程实验。全书共有十三个实验，采用模块化设计，由浅入深，循序渐进，帮助学生快速入门STM32，训练和提高学生在软、硬件设计调试方面的能力。实验的操作过程在设置

3、上尽量接近实际应用系统的设计调试过程，学生做完实验后，能够独立进行实际应用系统的软、硬件设计调试。祝学云刘莹2013年1月仪器科学与工程学院目录第一章实验设备介绍1一、硬件设备1二、软件平台10第二章智能仪器实验11第一节基础实验11实验一软硬件平台基本操作实验11实验二键盘扫描显示实验24实验三16X16点阵显示实验30实验四TFT彩屏显示实验38第二节A/D转换实验43实验五片外ADC实验43实验六片内ADC实验48第三节数据处理实验54实验七数字滤波实验54实验八非线性校正及标度变换实验58第四节温度测量实验63实验九内部温度测量实验63实验十环境温度测量实验70第五节电机转速测量与

4、控制实验79实验十一步进电机控制实验79实验十二直流电机控制实验85实验十三转速测量实验91仪器科学与工程学院第一章实验设备介绍一、硬件设备1、实验箱介绍实验系统主要模块见图1。图1实验箱示意图其地址选择范围见表1：表1实验箱地址选择（片选信号）范围片选号地址范围片选号地址范围CS008000H～08FFFHCS40C000H～0CFFFHCS109000H～09FFFHCS50D000H～0DFFFHCS20A000H～0AFFFHCS60E000H～0EFFFHCS30B000H～0BFFFHCS70F000H～0FFFFH101仪器科学与工程学院Cortex-M3实验扩展模块使用说明

5、如下：（1）Cortex-M3实验扩展模块可独立使用，电源需由USB线缆提供。（2）Cortex-M3实验扩展模块可以接驳于Lab8000实验箱，此时Cortex-M3实验扩展模块电源由实验箱提供，无需再接USB线缆单独供电，否则容易造成实验箱电压和USB电压差异损坏实验箱或USB口。（3）S1为复位键，S2为WAKE_UP键，S3为独立按键（S3对应I/O与LED3复用）。（4）Cortex-M3实验扩展模块上左下角的K0为“BUS/GPIO”开关，切换与实验箱总线接驳的IO口工作方式：连接实验箱总线使用“BUS（下）”，不连接实验箱总线（作为独立IO）使用“GPIO（上）”。当实验中需

6、要驱动实验箱上总线外设（如矩阵键盘、数码管、ADC、DAC、16x16点阵、8255、单色液晶、245输入、273输出等），将K0切换到BUS，反之将K0切换到GPIO。避免一个IO口同时接驳2个外设导致损坏。（5）纽扣电池下方的跳线开关（BOOT0/BOOT1或者JP3/JP4）用于选择CPU工作模式，在JTAG模式下，BOOT0/BOOT1或者JP3/JP4均选择右侧（低电平）。2、Cortex-M3实验扩展模块硬件资源表2Cortex-M3实验扩展模块硬件资源名称备注CPUSTM32F103RCT6(LQFP64)RTC内置RTC，外部提供掉电保护电池系统按钮中断按钮1个、复位按钮1

7、个液晶屏1.8寸彩色液晶屏按钮中断按钮1个、复位按钮1个，用户按钮1个仿真器自带仿真器（外挂）RS-232驱动MAX2323CAN驱动VP230I2C存储器24LC02电位器（POT1）10K总线选择开关(K0)连接实验箱总线拨“BUS（下）”，否则拨“GPIO101仪器科学与工程学院（上）”表3Cortex-M3实验扩展模块硬件接口名称标号备注JTAG接口CN1IDC20，用于接驳JTAG仿真器RS232接口CN2DB