【微电流检测系统的总体设计案例1700字】

PAGE9PAGE9微电流检测系统的总体设计案例1.1系统硬件组成及设计思路通过市场上的主流产品和目前科技成果的了解，及对已有设计方案的学习，得出的本系统设计硬件框图如所示，硬件电路主要由放大电路，A/D转换电路，单片机和显示电路组成。本次系统设计的整体框图如图2-1所示图2-1整体框图1.2单片机的选型方案一：选用STM32。根据文献[4]STM32系列的单片机是ARM公司在2007年推出的，STM32是32位单片机，一次能够处理的数据宽度为32位相较于51系列单片机的一次只能处理8位而言，处理效率和处理速度都是大幅提高，并且STM32的接口和片上外设可以提供丰富的功能多达14或17个的定时器，STM32内部的RAM和ROM都比C51系列单片机都大得多，例如STM32F103有64K的RAM,和512K的ROM，STM32F407有256K的RAM,和1M的ROM主频更是达到了72M和168M。并且STM32单片机程序都属于模块化，接口相对简单，对比于传统的C51单片机也就显得高级多了，不同的型号在管脚，RAM和ROM等多个配置上进行区分，使得价格都处于一个合理的区间，虽然同样是单片机，用途也相差不大，但完全不是一个档次，这导致了51单片机的用户转向使用STM32单片机。方案二：选用MSP430单片机。根据文献[4]MSP430单片机是1996年TI公司的产品，数据宽度为16位，是一种具有超低功耗和精简指令的一款经典产品，具有丰富的寻址方式、多达27条的内核指令，大量的寄存器和数据存储器都可以参加运算，大大的提高了运算效率。所以在复杂算法的情况下也能游刃有余，单片机MSP430里面装配一个晶振电路，这个晶振电路的所使用的频率为25MHz，且这个晶振电路的指令周期更是大大减少为40ns，所以在复杂的算法的情况下也能游刃有余，超低功耗是因为芯片内部所用到的启动电压最低1.8V，和启动的电压最高3.6V之间就可以将其启动，当处于1MHz的时钟条件下运行时，此刻的电流只有在200uA和400uA这个范围内变化，当我们把时钟模式给它关断时，此时的功耗将会是最低的，只有0.1uA，但是MSP430的单片机的缺点也是显而易见，它一般在工业上只适用在一些特殊的场合,这些场合包括低功耗和超低功耗，指令所占用的空间比较大，程序是以字为单位计算的。在应用和设计案例上可以找的比较少，资料也比较少不太容易上手，所以市面上还是以工业使用为主。方案三：使用MCS-51系列单片机，即选用STC89C52型号的八位处理器单片机作为本次微电流信号检测系统的核心，MCS-51单片机是美国INTE公司在二十世纪八十年代初推出的产品，广泛运用于小家电等产品上，在家庭，办公，工业各场景下都有应用，并且都有不俗的表现，优秀的可靠性和稳定性，一直深受单片机初学者和电子从业者的追捧，因此虽然为8位的处理器，对于对处理器要求不高的使用场景和使用者的设计上也能做到游刃有余，开发工具的使用便利和经验上也有很大的优势，所以对初学者非常合适也十分友好。通过对这三款单片机的便利性可学性发展及优缺点的比较下，再结合本次设计的需求和难度，也考虑到是否有成熟的方案和技术，可参考文献的前提条件下，本次设计暂不考虑MSP430处理器。也通过对于成本的控制，本次对于设计的外接需求较多并且得稳定运行，偏向于使用STM32处理器，但性价比方面最终选择了STC89C52单片机，因为不管是可查文献还是成熟度，后期维护，及周围电路所需要的元件方面都是比较亲民的，最终本次选用STC89C52处理器1.3显示器选择方案方案一：选用LCD1602来完成本设计的显示需求。LCD1602是一种工业字符型液晶显示屏，其原理是利用通过电压对其显示区域进行控制，可以显示的类型也比较多，包括数字，英文和图形符号液晶特性，，LCD1602指的是显示内容为16X2，可以显示两行即32个字符。也由于LCD1602的显示程序比较简单，硬件电路也不复杂，仅需要接上为数不多的控制线进行驱动按照使用规格书中的液晶进行点亮即可实现数据的可视化。方案二：选用LCD12864来完成本次设计的设计需求。LCD12864分为两种，一种是带字库，和不带字库的，具有低电压低功耗的优点的同时显示电路的结构和程序也比较简洁，性价比也比较高。方案三：选用OLED12864来完成本次设计的设计需求。OLED12864,OLED相较于LCD,它的尺寸可以做的比较小，不管是在亮度，对比度还是功耗上都是受人追捧的，目前OLED屏已经有取代LCD的趋势。本次选用的OLED12864,它的尺寸仅有0.96寸，十分小巧便捷。即便在强光的情况下它的显示效果也是比较好的，它管脚数仅有7PIN，只需要一组数据就可以显示数据，I/O口占用的资源也比较少，在近年的竞赛和教学上使用的也十