【水声定位信标设计案例3600字】

水声定位信标设计案例 11.1信号处理器模块 1 1 21.1.3STM32F103的Hal库开发 5 71.1.5定时器配置 9 9 1.4SIM800C模块 1.1.1信号处理器的选择FPGA等。不同类型的控制系统设备具有不同的微控制器单元(MicroControllerUnit),一般称为MCU,把ROM、RAM、CPU、I/O等模块集成IC中。它的典型代表是单片机。比较常见的是51单片机、PIC单片机、AVR单片机、TI企业的MSP430单片机等。微处理器(MicroProcessingUnit),一般缩写为MPU,是计算机的计算、判断或控制中来的8位和16位进化到了32位和64位。MPU微处理器根据指令集不同可分为三种：MIPS基于32位RISC架构ARM芯片占据大部分高端微处理器市场，目前，85%以上的无线通讯国Xillnx作为全球第一家开发FPGA芯片的科技公司而闻名于世。该公司于1985年生产出世界上第一款FPGA芯片。经过30年的发展，FPGA硬件结构、组织系统、软件开发环境的开发环境，使他们能够专注于设计，大大减少设计周期。目前生产FPGA的公司主要有Xilinx、Altera等。虽然生产的FPGA的类型、品种、数量众多，在架构和技术性能上各有千秋，但都可以完成FPGA的基本功能。数字信号处理器(DigitalSingleProcessor),简称DSP,是为进行数字信号处理的而DSP采用哈佛计算机结构，将程序和数据存储在两个单独的空间允许并行获取和执行指令，工作同步进行，很大程度上提高了工作效率最早的DSP数字信号处理器主域。现在DSP已广泛应用于语音数据通信、计算机硬件、数字媒体工业设备、工1.1.2信号处理器的选用考虑到能力需求、运算能力等因素，本文选用STM32F103单片机作为此次设计的信号1)内核：具有ARM32位的CortexTM-M3CPU内核，最高工作频率为72MHz,2)存储器：64K或128K字节的闪存程序存储器，高达20K字节的SPAM。4)DMA:7通道DMA控制器。5)3种低功耗模式：休眠，停止，待机模式。VBAT为RTC和6)调试模式：串行调试(SWD)和JTAG接口。7)2个12位的AD转换器(多达16个输入通道):AD转换范围在0至3.6V。双采样8)最多多达7个定时器：3个16位定时器，每个定时器有4个用于输入捕获/输出比较9)2个看门狗定时器(独立看门狗和窗口看门狗)。表1.1为STM32F103C8核心板的基本配置SPAM(K字节)内存(K字节)定时器通用3个((TIM2、TIM3、TIM4))高级控制一个(TIM1)通信接口2个(SPI1、SPI2)2个(I²C、I²C)3个(USART1、USART2、USART3)1个(USB2.0全速)1个(2.0B主动)GPIO端口37个12位ADC模块(通道数)工作电压工作温度环境温度：-40°C~+85°C/-4结温度：-40°C~+125°CSTM32F103C8T6引脚分布如图1.1所示：PA2SSSS_1DD_1STM32原理图如图1.2所示：D1PBO/AN8/T3_C3PB14/SPI2_MISOVIIMIPB6/IICi_SCL/TIM4_CHI2345678932PB526PA12STM32的开发有三种方式：直接配置寄存器、使用标准库、使用Hal库开发。STM32的寄存器数量很多，全部记忆困难，直接操作寄存器非常的费力。也正是因为如此，ST公司为每款芯片都编写了一份库文件，即标准库。在这些库文件中，包含着常用一样，都是为了节省程序开发时间，而且HAL库极其有效，如果说标准库把实现所需功能所需要配置的寄存器集成了，那么HAL库的一些函数甚至可以集成实现某些特定功能。换句话说，同样的功能，使用标准库可能要用几句话，但是HAL库只需用一句话就够了。并且HAL库也解决了程序移植的问题，不同型号的stm32芯片它的标准库不同，例如在STM32F4上开发的程序是不能移植到STM32F3上的，但如果使用HAL库，只要使用的是故本次开发基于STM32F103的Hal库进行开发。使用ST公司研发的STMcube软件，通过图形化的配置功能，生成整个使用HAL库的工程文件。图1.3为管脚配置图，图1.4NaRST豆O8图1.38ToFLITFCLK(MHz)APB1peripheralelo84"PLLMuUSBPresealer]APB2peripheraleGPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct; HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENHAL_GPIO_WritePin(GPIOGPIO_InitStruct.Pin=GPIO_GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEHAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitS兆位/秒。USART接口具有硬件的CTS和RTS信号管理、支持IrDASIRENDEC传输编解串□1配置流程图如图1.5所示：申口1接收到申口1接收到一个字符产生接受完成中断进入率口1中断服务判断中断类型，调用相应函数，如：接收完成1,按收缓存计算RxXferCunt减1函数huart2.Instance=USARThuart2.Init.WordLength=UART_WORDLEhuart2.Init.Parity=UART_PARhuart2.Init.Mode=UART_MODE_Thuart2.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROLhuart2.Init.OverSamif(HAL_UART_Init(&huart2)!=HAL_OK)STM32F103具有3个通用定时器，一个带死区控制和紧急刹车的PWM高级控制定时器，两个看门狗定时器，三个普通定时器。TIM_ClockConfigTypeDefsClockSourceConfig;TIM_MasterConfigTypeDefsMasterConfig;htim1.Init.Prescalehtim1.Init.CounterMode=TIM_COUNThtim1.Init.Period=1htim1.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVIhtim1.Init.AutoReloadPreload=TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_GPS模块就是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU,并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。在本次设计采用了满足设计要求的VK2828U7G5LF模块，这个模块主芯片是UBX-G7020-KT,通过串口通信与单片机相连接，当使他工作的时候，就会开始定位，并将数据通过串口送给单片机，数据遵守NMEA0183协议，里面有时间、位置、地面速度MSS:信号强度等GGA:时间、位置、定位类型RMC:时间、日期、位置、速度数据输出样例所对应的意义如表1.2所示：序号名称样例0消息ID1纬度2NN=北，S=南3经度4EW=西，E=东56状态A无效7DA=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效8校验和$与*之间所有字符ASCII码的校验和9消息结束所用的GPS模块外观图如下：参数最小标准电源电压5V工作温度℃℃例如：从GPS接收的样例为：$GPRMC,060556.00,A,2236.9141,N,11403.2466,E,0.034度信息用abcde.fghi来简化。y=(GLL[20]-0x30)*100000000+(GLL[21]-0x30)*10000000+(GLL[22]-0x30)*100z=((GLL[23]-0x30)*10+(GLL[24]-0x30)/0.00006+((GLL[26]-0x30)*1000+(GLL[27]-0+(GLL[28]-0x30)*10+(GLL[29]-0U53U53VCC5VK2828U7G5LF模块二对于SIM800C模块的控制操作是通过AT指令控制完成通讯的，所以该系统我们通过单片机的串口通讯来完成对SIM800C模块的AT指令操作，将模块与单片机的串口通讯连接即可。此模块开关机时序如下：Va-0.15°VDD中注销网络Active