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體感遙控器設(shè)計(jì)遭遇瓶頸?用STM32 MCU造!

作者: 時(shí)間:2013-12-21 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
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系統(tǒng)的整體架構(gòu)  


  2 硬件電路設(shè)計(jì)

  2.1 主控制模塊電路

  主控制器F103C8T6芯片,工作頻率高達(dá)72 MHz,內(nèi)置64 KB的Flash和20 KB的SRAM,具有豐富外設(shè)和超低功耗,完全滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)要求。主控制模塊電路圖如圖3所示,參照ST公司發(fā)布的STMF10xxx硬件開(kāi)發(fā)入門(mén)文檔,該部分包括外部時(shí)鐘電路、模擬電源輸入、電源濾波、下載仿真口的設(shè)計(jì)。

  主控制模塊電路圖

  2.2 電源模塊電路

  本遙控器采用8.4 V鋰電池供電,采用TL750M05C穩(wěn)壓芯片提供5 V電壓,選用REG1117-3.3穩(wěn)壓芯片為系統(tǒng)提供3.3 V電壓。F1 03C8T6電源分為模擬電源與數(shù)字電源,為了保證其正常工作,將兩路電源進(jìn)行隔離設(shè)計(jì),在模擬地與數(shù)字地之間通過(guò)0Ω電阻實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)共地。為監(jiān)測(cè)鋰電池電源電壓,將電池電壓經(jīng)電阻分壓及阻容濾波電路濾波后作為F103C8T6采樣輸入。

  2.3 無(wú)線(xiàn)通信模塊及顯示模塊電路

  無(wú)線(xiàn)通信模塊采用2.4 GHz頻段射頻芯片nRF24L01作為無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)芯片,工作于2.4~2.5GHz ISM頻段,輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。nRF24L01功耗低,在以-6 dBm的功率發(fā)射時(shí),工作電流只有9 mA;接收時(shí),工作電流只有12.3 mA,多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。nRF24L01采用SPI總線(xiàn)方式與控制芯片進(jìn)行通信。

  12864液晶顯示模塊,可顯示漢字及圖形,內(nèi)置8192個(gè)中文漢字(16×1 6點(diǎn)陣)、128個(gè)字符(8×16點(diǎn)陣)及64×256點(diǎn)陣顯示RAM(GDRAM),具有并行數(shù)據(jù)傳送方式和串行數(shù)據(jù)傳送方式,其中串行數(shù)據(jù)傳輸方式只用到CS、SID、SCK 3個(gè)通信引腳,較并行數(shù)據(jù)傳送方式節(jié)省單片機(jī)的I/O引腳,本文采用串行傳輸方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

  3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II,借助于μC/OS-II內(nèi)核的多任務(wù)管理和優(yōu)秀的實(shí)時(shí)性能,大大簡(jiǎn)化了軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì),并且可以保證系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。

  3.1 任務(wù)分配與實(shí)現(xiàn)

  在任務(wù)規(guī)劃的過(guò)程中,采用分層次和模塊化的思想將整個(gè)系統(tǒng)任務(wù)進(jìn)行劃分。首先,我們必須對(duì)系統(tǒng)整體的控制任務(wù)有清楚地了解,具體任務(wù)劃分如表1所列。

體感遙控器設(shè)計(jì)遭遇瓶頸?用STM32 MCU造!  

  表1中除OSTaskStat和OSTaskIdle任務(wù)為系統(tǒng)自帶,其他8個(gè)任務(wù)均為用戶(hù)創(chuàng)建。其中:App_TaskStart為起始任務(wù),系統(tǒng)運(yùn)行后第一個(gè)建立的任務(wù),其作用是為初始化系統(tǒng)時(shí)鐘和底層設(shè)備創(chuàng)建所有事件和其他任務(wù);App_TaskAD任務(wù)監(jiān)視電池電壓的變化,當(dāng)電壓低于設(shè)定值Low Battery時(shí),將啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警;App_TaskAHRS任務(wù)通過(guò)DMA不斷接收iNEMO慣性導(dǎo)航模塊數(shù)據(jù),然后交由USART1接收緩沖區(qū),實(shí)時(shí)獲得手部姿態(tài)信息;App_TaskCmd根據(jù)手部姿態(tài)信息轉(zhuǎn)化為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)指令,然后按照制定的通信協(xié)議通過(guò)nRF24L01無(wú)線(xiàn)模塊將指令數(shù)據(jù)

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