基于STM32的嵌入式光纤束微位移传感器设计

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一种基于STM32的光功率计的设计与实现

一种基于STM32的光功率计的设计与实现
1、引言
针对目前市场上传统的光功率计动态范围小、测试精度低、非线性误差明显、档位切换速度慢等缺点，设计了一款基于STM32的高精度光功率计，采用先进的大动态波长响应范围的INGAAS－PIN光电探测器，配合使用ADI 公司的光电前置放大器AD795，TI公司的24位模数转换器ADS1232和美信公司的高速多路模拟开关MAＸ4051进行系统的设计，利用STM32控制放大量程增益自动切换技术，消除光电探测器在同一波长不同光强下对光的非线性响应导致的测量误差，可以大大提高光功率计测试的精度和可靠性。

2、系统工作原理
系统的原理框图如图1所示，INGAAS－PIN光电探测器将检测到光信号转变为电流信号，进行I／V（电流电压）变换后输出电压信号，经过放大和滤波处理后的电压信号送入A／D进行模数转换，根据转换的数据量的大小，利用微处理器判断之后控制放大电路的量程自动切换来获得合适的可供计算的数字量，最后由STM32控制器来进行数据的处理和分析，再送入液晶ＬＣD进行功率显示，并实现系统的按键控制，数据存储和串口通信等操作。

基于Stm32控制器的LVDT位移测量系统设计(终稿) - 用于合并讲解

课程设计报告题目：基于STM32的LVDT位移测量系统设计姓名：余樾班级：09011301学号：2013302132西北工业大学自动化学院基于STM32的LVDT位移测量系统设计任务书1．设计目的与要求设计一个基于STM32控制器的LVDT数字测量系统设计，要求认真并准确地理解有关要求，按组完成系统设计，具体设计要求如下：（1）对流体传动管道中的压力进行，测温范围及精度：38mm，0.5%。

（2）LVDT信号的调制与解调，测量数据存储功能，掉电不丢失；（3）4位八段码实时数据显示；（4）通过RS232通信接口与上位机进行数据通信；（5）功能按键、指示灯和蜂鸣器报警。

2．设计内容（1）查阅资料，熟悉设计内容；（2）根据设计要求选择传感器，确定系统方案和主控芯片；（3）根据系统方案分别设计单元电路；确定元器件及元件参数；（4）画出电路原理图，正确使用逻辑关系。

3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，并写出心得体会。

目录1. 引言 (1)2. 设计方案 (2)2.1. 任务分析 (2)2.2. 设计思路 (2)3. 详细设计 (3)3.1. 主控制器模块 (3)3.1.1. 微处理器电路 (3)3.1.2. 电源模块 (5)3.1.3. JTAG/SWD电路 (5)3.2. LVDT传感器的测量原理与电路设计 (6)3.2.1. LVDT传感器的测量原理 (6)3.2.2. LVDT传感器电路的设计 (6)3.3. 显示模块 (9)3.4. 串口通信模块 (10)3.5. 存储模块 (10)4. 总结与体会（不宜过长） (11)附录1 MAX7219 (14)附录2 I2C总线 (16)基于STM32的LVDT位移测量系统设计摘要: LVDT可以用来测量物体的伸长度、震动频率、振幅、物体厚薄程度和膨胀度等精确数据。

具体还可以用在机床工具和液压缸的定位，以及辊缝和阀门的控制等。

LVDT还有无摩擦测量、无限的机械寿命、坚固耐用、环境适用性等优点，这使它应用范围也非常广泛。

基于嵌入式系统的激光位移检测技术研究的开题报告

基于嵌入式系统的激光位移检测技术研究的开题报告一、选题背景和意义在工业自动化、机器人、机床、测量和检测等领域中，激光位移检测技术因其高精度、实时性和非接触性能以及广泛的应用场景而备受关注。

激光位移检测技术主要通过激光光纤传输并模拟测试信号，确定物体的位置和运动状态。

目前，市场上的激光位移检测仪器大多体量庞大、价格昂贵，且很难实现即时响应，不适合嵌入式系统的应用。

因此，在本课题研究中，将探索基于嵌入式系统的激光位移检测技术，力争研究开发一套体积小巧、价格实惠的激光位移检测系统，以提高工业自动化、机器人等领域中物体测量和检测的效率和准确性。

二、研究内容和方法1.研究内容本课题研究中将涉及以下内容：-激光位移检测技术原理和特点；-常用激光位移检测仪器的构成和工作原理；-基于嵌入式系统的激光位移检测系统的硬件和软件设计；-系统的性能测试和评估。

2.研究方法针对研究内容，本课题将采用以下方法：-文献调研和分析，了解激光位移检测技术的最新进展；-搭建仿真环境，模拟实现激光位移检测系统；-硬件设计，通过选购合适的传感器、激光器、光电探测器等元件，构建激光位移检测系统；-软件设计，使用C语言等编程语言，开发嵌入式系统软件，并对系统进行优化；-性能测试和评估，通过实验测试系统的精度、实时性等性能指标，并与市场上的激光位移检测仪器进行比较。

三、预期成果和意义本课题的预期成果如下：-实现基于嵌入式系统的激光位移检测系统的设计和开发；-通过性能测试和评估，验证系统的性能和精度；-研究成果在实际应用中，提高物体测量和检测的效率和准确性，促进相关领域的发展。

四、进度安排1. 第一阶段（2周）：文献调研和分析，在深入了解激光位移检测技术的基础上，制定研究计划和设计方案。

2. 第二阶段（4周）：搭建仿真环境，进行系统建模和仿真，模拟实现激光位移检测系统的设计和开发。

3. 第三阶段（4周）：进行硬件和软件设计，选购元件，搭建实验平台，并完成系统的开发和优化。

毕业论文：基于STM32F103的机械位移测量系统的设计

基于STM32F103的机械位移测量系统的设计摘要位移测量系统是一种集机械、光学、电子和计算机等多种技术与一体的智能化仪器。

在先进制造技术与科学研究中有着极其广泛的应用，也是现代工业检测、质量控制和制造技术中不可或缺的测量设备。

在实际的工业控制测量领域，为了提高控制精度，准确地对控制对象进行检测是十分重要的。

传统的机械测量位移装置存在精度不高，体积庞大，操作复杂等缺点，已远远不能满足现在生产的需要，而数显千分尺能将位移量转换成与之对应的数字量输出，主要用于机械位置的检测，具有精度高，体积小，操作方便等优点。

本文介绍了一种机械位移测量系统，实现测量来自外部的不同位移值以及显示。

具体采用32位微处理器STM32F103RBT6作为主控制器，通过接收串口控制台发送的命令，对数显千分尺转化成的数字量进行实时读取和显示，进一步对机械位移量进行处理，将数据存储到EEPROM中，便于日后进行对比，最后通过指示灯判断是否超过正常位移。

论文首先提出位移测量系统的背景和意义；然后，介绍了系统的总体方案，分析了系统的优缺点；其次，介绍了系统的硬件和软件的设计，着重介绍各个硬件电路模块和软件架构；最后对结果进行分析、总结。

关键词：位移测量，数显千分尺，微处理器作者：史江云指导老师：吕建平Design of Mechanical Displacement MeasurementSystem Based on STM32AbstractDisplacement measurement system is intelligent instruments which combines mechanical, optical, electronic technology. It is widely used in advanced manufacturing technology, scientific research and modern industrial inspection, quality control and manufacturing technology. Traditional mechanical displacement measurement device has low accuracy, large volume, complex operation shortcomings, so cannot meet the needs of production now, but digital display micrometer can be used for testing the mechanical position, with high precision, small volume, convenient operation and so on.This paper introduces a kind of mechanical displacement measuring system. This system can realize the measurement of displacement and display the value. It uses STM32F103RBT6 ,a 32 bit microprocessor, by receiving the command which is send from serial console, reading and displaying digital content on the digital display micrometer in real time, storing the data into EEPROM, which is convenient for future comparison, finally judge whether the value previous is over the normal displacement through the LEDs.First ,this paper introduces the background and the significance of displacement measurement system; second ,introduces the overall scheme of the system, analyzes the advantages and disadvantages of the system; third, introduces the design of hardware and software of the system, introduces the hardware circuit and software structure; and last, make an analysis and summary to the paper.Keywords: displacement measuring digital display micrometer MCUWritten by：Shi JiangyunSupervised by：Lv Jianpin目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 课题主要内容 (2)1.2.1 研究目标 (2)1.2.2主要工作 (2)1.2.3 论文的结构安排 (3)1.3 本章小结 (3)第二章系统总体方案 (4)2.1 总体设计方案 (4)2.2设计难点 (5)2.3本章小结 (5)第三章系统硬件设计 (6)3.1 MCU控制电路的设计 (6)3.1.1 MCU的选取 (6)3.1.2 JTAG口的设计 (7)3.2 电源电路的设计 (8)3.2.1 线性电源的设计 (8)3.2.2 Boost升压电源的设计 (9)3.3电磁阀驱动和指示灯接口电路 (11)3.3.1 电磁阀驱动电路 (11)3.3.2 指示灯接口电路 (11)3.4 I2C总线介绍及接口设计 (13)3.4.1 I2C总线介绍 (13)3.4.2 EEPROM接口电路 (15)3.5 SPI总线介绍及接口设计 (18)3.5.1 SPI总线介绍 (18)3.5.2 数显千分尺与MCU的接口 (19)3.6 与上位机接口电路设计 (20)3.7 过流保护电路 (22)3.8 本章小结 (23)第四章系统软件设计 (24)4.1 软件整体架构 (24)4.2数显千分尺的驱动 (25)4.3 24C01的驱动 (28)4.4上位机软件设计 (30)4.1.1 LabWindows/CVI介绍 (30)4.1.2 上位机操作界面 (30)4.1.3 上位机功能设计 (30)4.5系统软件命令设计 (32)4.6配置信息存储设计 (35)4.7 过流保护软件设计 (36)4.8 本章小结 (37)第五章调试结果 (38)5.1 控制台测试结果 (38)5.2 上位机与下位机通信 (40)5.3 本章小结 (40)第六章总结与展望 (41)6.1 课题总结 (41)6.2 对未来工作的展望 (41)参考文献 (43)附录 (45)致谢 (46)基于STM32F103的机械位移测量系统的设计第一章绪论第一章绪论1.1引言在控制领域中，经常需要进行各种位移量的测量，这就需要一种位移测量系统。

基于单片机的光纤智能位移计设计

基于单片机的光纤智能位移计设计当今世界是一个蓬勃发展的新时代，人们对高精度测量系统的需求日益增长，尤其在工程应用上。

虽然市场上已有许多测量系统，但其测量结果易受外界影响，基于这个特性，本文设计了一款以单片机作为控制核心，光纤位移传感器作为测量仪器的光纤智能位移计。

标签：单片机;光纤位移传感器近几年来，运用高精密度、高速率的仪器来测定物体位移的方法愈发受到人们的关注，特别是针对微小位移量的检测。

目前市场上出现了各种测量微小位移的方式，主要有电容式位移法、加速度位移法、干涉条纹法等等，但因其性价比较低、测量精度不高且不能适应恶劣环境的特性，常常对测量结果造成很大的测量误差，所以设计一款高精度且环境适应力强的位移计显得尤为必要。

一、光纤智能位移计的背景及研究意义位移传感器一直是科研人员积极关注的热点课题，其作用是把位移物理信号转换为电信号。

光纤传感是近年来发展起来的一种分布式监测技术，其专为恶劣环境所设计，现已应用在地质勘查，工业监测等广泛领域中，它具有灵敏度高、不受温度和电子干扰、电气隔离的安全级别高和耐水、耐高温、耐腐蚀等特性。

不仅应用在微波和射频环境、核能和高温环境中，还已经与物联网技术结合，实行在线监测。

二、光纤传感器的结构原理反射式光纤位移传感器的工作原理是从表面反射光的强度来实现反射。

其原理如图1.1所示：一个光纤耦合器将入射光纤和接收光纤以及测量光纤连接成Y 型结构。

即两束光纤的一端合并为光纤探头，另一端分叉为两束，分别为光源光纤和接收光纤，光纤只起传输信号的作用。

当光源发出的光经光源光纤照射到位移反射体上后，被反射后部分被重新耦合入测量光纤，再经耦合器和接收光纤输出，被光敏器件接收。

其输出光强决定于反射体距光纤探头的距离，当位移改变时，则输出光强作相应的变化。

随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。

三、光纤传感器的工作原理本设计采用的是反射式位移传感器，它在一定范围内位移与输出信号成线性关系且性价比高。

基于STM32F103VCT6的微位移控制系统设计

基于STM32F103VCT6的微位移控制系统设计作者：陈宫王三胜张庆荣李月来源：《现代电子技术》2012年第03期摘要：为实现X-Y-Z三维工作台的精确定位，设计了一种基于STM32F103VCT6单片机和步进电机的三维微位移控制系统。

该系统可与上位机实现串口通信，接收上位机命令并把处理结果反馈给上位机；根据光栅传感嚣提供的位置反馈信息，系统可以通过对步进电机的方向、速度调节来实现精确定位；采用匀加速和匀减速方式对步进电机的速度进行调节.避免了因步进电机的突然加速和急停所带来的丢步和冲击现象。

控制系统的测量实验结果表明，步进电机运行平稳.噪音低定位精度高，控制系统性能稳定可靠。

关键词：STM32F103VCT6；串口通信；位移反馈；速度控制中图分类号：TN71034：TM383.6文献标识码：A交童编号：1004-373X(2012)03-0144-03微位移控制系统是一种集机械、光学、电子和计算机等多种技术于一体的智能化仪器。

在先进制造技术与科学研究中有着极其广泛的应用，也是现代工业检测、质量控制和制造技术中不可或缺的测量设备。

微位移控制系统一般由微定位机构、微位移检测装置和控制器组成。

控制器是微位移系统的指挥中心，它按照一定的控制算法控制微定位平台，使其按照一定的规律运动，来实现精确定位。

传统的三维微位移控制系统一般采用步进电机驱动滚珠丝杠来实现定位。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即每施加一个脉冲信号，电机就转动一个步距角，因此脉冲数与电机转动的总步进角度是呈线性关系的。

另外.步进电机只有周期性的误差而无累积误差，使得在速度、位置等控制领域用步进电机控制变得非常简单。

步进电机开环控制系统主要优点是结构简单，在控制精度要求不高的场合应用较为广泛，但是在实际应用中，若步进电机升、降速控制不合理，会造成步进电机丢步或过冲；在开环控制系统中，由于步进电机丢步现象的存在，无法获知它是否精确地到达了预定位置，也就无法实现高精度的定位。

基于STM32的光栅尺速度位移检测

图 7 定时器 1 中断程序
图 8 定时器 2 中断程序
图 9 定时器 3 中断程序
图 10 定时器 4 中断程序
图 8 中，M1 、M2 的计算公式分别为：
{T2_CNT － 1 － 65 536T2_Over A 滞后 B
M1 = T2_CNT + 1 + 65 536T2_Over A 超前 B
－ 74．［4］王成元，常国祥，夏加宽．基于 FPGA 的光栅信号智能接口模块［J］．电气传动，2007，37（ 4）： 56 － 61．［5］刘军．例说 STM32［M］．北京：北京航空航天大学出版社，2011： 122 － 128．［6］阮毅，陈伯时．电力拖动自动控制系统－运动控制系统［M］．北京：机械工业出版社，2004： 41 － 44．
circuit to quadruple frequency and differentiate direction，a method of velocity-position detection based on the timers' built-in quadruple frequency and differentiation direction functions of STM32F103VE is proposed，using 3 timers to realize the velocity detection，using 1 timer to realize the position detection． This scheme can make the velocity-position detection more reliable and more precise without increasing hardware costs，it has practical value． Key words： grating scale； embedded CPU； quadruple frequency； differentiate direction； velocity-position

基于STM32的智能线性位移传感器信号处理系统设计

ＤｅｓｉｇｎｏｆｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｌｉｎｅａｒｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＳＴＭ３２
ＬＶＤＴ信号，以ＳＴＭ３２Ｆ４０７作为数字调理系统核心用以计算ＡＤ６９８的输出的采样信号。采用模拟信号和数字信号相结合的方案，综合了模拟信号处理率的高可靠性、高适应性和数字信号处理器中进行非线性拟合解决非线性的优点。实验结果表明该系统具有设计结构简单、功能强大、性价比高以及易操作等优点。关键词：线性位移传感器；调理电路；直线位移传感器；ＡＤ６９８中图分类号：ＴＮ９８文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．１０５０
ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ｗｅａｄｏｐｔｔｈｅｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆａｎａｌｏｇｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｉｍｐｌｅｄｅｓｉｇｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｏｗｅｒｆｕｌｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｈｉｇｈ

基于STM32的嵌入式测控系统设计

基于STM32的嵌入式测控系统设计一、本文概述随着科技的快速发展，嵌入式测控系统在众多领域如工业自动化、航空航天、智能家居等的应用越来越广泛。

作为一种集数据采集、处理、控制于一体的系统，嵌入式测控系统对于提高设备性能、实现精准控制以及提升整体系统智能化水平具有重要意义。

本文旨在探讨基于STM32的嵌入式测控系统的设计过程，分析其关键技术和实现方法，为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考。

STM32是一款由STMicroelectronics公司推出的高性能、低功耗的嵌入式微控制器，广泛应用于各种智能设备和系统中。

基于STM32的嵌入式测控系统结合了STM32微控制器的强大功能和测控系统的实际需求，能够实现高效的数据采集、精确的控制输出以及灵活的通信接口设计。

本文将详细介绍系统的硬件设计、软件编程、数据处理以及系统测试等关键步骤，并通过实例分析展示其在实际应用中的效果。

通过阅读本文，读者将了解基于STM32的嵌入式测控系统的基本原理和设计方法，掌握相关技术和工具的使用，为实际项目开发提供有力支持。

本文还将探讨未来嵌入式测控系统的发展趋势和挑战，为相关领域的研究和发展提供思路和启示。

二、STM32微控制器基础STM32微控制器是STMicroelectronics公司生产的一系列基于ARM Cortex-M架构的32位Flash微控制器。

由于其高性能、低功耗、易于编程和丰富的外设接口，STM32在嵌入式测控系统设计中得到了广泛应用。

架构与性能：STM32微控制器基于ARM Cortex-MMMM7等核心，拥有高性能、低功耗、实时性强等特点。

其内部集成了高速存储器、多种外设接口和丰富的通信协议，如UART、SPI、I2C、USB等，为测控系统的设计与实现提供了强大的硬件支持。

编程与调试：STM32微控制器支持C语言和汇编语言编程，可使用Keil uVision、IAR Embedded Workbench等集成开发环境进行软件开发。

基于STM32的嵌入式测控系统设计

基于STM32的嵌入式测控系统设计基于STM32的嵌入式测控系统设计近年来，随着科技的快速发展，嵌入式系统在各个领域得到了广泛的应用。

嵌入式测控系统作为其中的重要一环，对于各个行业的测量和控制任务起着至关重要的作用。

本文将介绍一种基于STM32的嵌入式测控系统设计方案，并对其硬件设计、软件开发以及功能实现进行详细阐述。

1. 引言嵌入式测控系统是一种集成了传感器、数据采集、数据处理、通信等功能的智能控制系统。

它能够对环境中的物理量进行实时测量和控制，广泛应用于工业控制、环境监测、交通管理等领域。

基于STM32的嵌入式测控系统由于其高性能、低功耗以及丰富的外设资源，成为了的设计选择。

2. 硬件设计基于STM32的嵌入式测控系统的硬件设计主要包括主控芯片的选型、传感器的接口设计、外设模块的选取等。

在硬件设计中，首先需要根据具体的测控需求选择合适的STM32系列芯片，考虑其处理速度、存储容量、通信接口、功耗等因素。

接下来，在系统中需要接入适合的传感器用于测量物理量，如温度传感器、湿度传感器、气压传感器等。

为了提高传感器的稳定性和抗干扰能力，合理的传感器接口设计也是十分重要的。

此外，根据具体的测控任务，选择合适的外设模块，如通信模块、人机界面模块等，增加系统的功能扩展性。

3. 软件开发基于STM32的嵌入式测控系统的软件开发主要涉及嵌入式软件设计、驱动程序开发和通信协议实现。

在嵌入式软件设计中，需要根据测控需求确定系统的功能模块划分，将其分为主程序、采集模块、处理模块和通信模块等。

主程序用于协调各个模块的工作，采集模块用于实时采集传感器数据，处理模块用于对采集到的数据进行处理和计算，通信模块用于与外部设备进行数据交互。

驱动程序开发主要是针对硬件的接口进行编写，确保软硬件的良好兼容性和稳定性。

通信协议的实现则是根据具体的通信需求选择合适的通信方式，并根据通信协议进行数据的传输和解析。

4. 功能实现基于STM32的嵌入式测控系统的功能实现主要包括数据采集、数据处理、控制指令发送和数据通信等。

基于 STM32的嵌入式光纤束微位移传感器设计

基于 STM32的嵌入式光纤束微位移传感器设计
崔陆军;郭虹虹;尚会超;刘冬
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2015(000)007
【摘要】为了满足当前位移测量系统对于微小位移进行稳定可靠和精确测量的需求，文中提出了一种基于 STM32的嵌入式光纤束微位移传感器的设计方案。

该光纤束位移传感器主要利用了光强调制型的工作原理，以STM32F103ZET6为核心，采用设计的光纤束微位移传感探头对微位移进行准确测量，软件部分实现了两路检测信号相除、线性化处理和温度补偿等工作，同时将采集的位移数据通过串口实时发送至上位机，实现了对温度数据的动态显示，查询、储存等功能。

该传感器具有成本低、测量精度高、操作简单等优点，可以在各种复杂的工业现场高效而准确地对各种微位移进行精确测量。

【总页数】3页(P18-20)
【作者】崔陆军;郭虹虹;尚会超;刘冬
【作者单位】中原工学院机电学院，河南郑州 450007;中原工学院机电学院，河
南郑州 450007;中原工学院机电学院，河南郑州 450007;中原工学院机电学院，
河南郑州 450007
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.三层反射式同轴光纤束位移传感器设计 [J], 刘丽华;车仁生;李建新;李鹏生
2.微位移测量用的自准式两束光纤传感器系统 [J], 张淑梅
3.基于LabVIEW平台的新型二维微位移传感器设计∗ [J], 周国全;孙东振;彭获然
4.基于改进型精密整流电路的电容式微位移传感器设计 [J], 郑银涛;郝育闻;金明录
5.基于STM32的微位移检测系统设计 [J], 王选择;侯浩;翟中生;杨练根;刘文超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

(完整版)基于Stm32控制器的LVDT位移测量系统设计(终稿)-用于合并

课程设计报告题目：基于 STM32的 LVDT位移丈量系统设计姓名：余樾班级：09011301学号：2013302132西北工业大学自动化学院基于 STM32 的 LVDT 位移丈量系统设计任务书1．设计目的与要求设计一个基于 STM32 控制器的 LVDT 数字丈量系统设计，要求仔细并正确地理解有关要求，按组完成系统设计，详细设计要求以下：（1）对流体传动管道中的压力进行，测温范围及精度： 38mm，0.5%。

（2） LVDT 信号的调制与解调，丈量数据储存功能，掉电不扔掉；（3） 4 位八段码及时数据显示；（4）经过 RS232通信接口与上位机进行数据通信；（5）功能按键、指示灯和蜂鸣器报警。

2．设计内容（1）查阅资料，熟习设计内容；（2）依据设计要求选择传感器，确立系统方案和主控芯片；（3）依据系统方案分别设计单元电路；确立元器件及元件参数；（4）画出电路原理图，正确使用逻辑关系。

3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，并写出心得领会。

目录1.前言 (1)2.设计方案 (2)2.1.任务解析 (2)2.2.设计思路 (2)3.详细设计 (3)3.1.主控制器模块 (3)3.1.1. 微办理器电路 (3)3.1.2. 电源模块 (5)3.1.3. JTAG/SWD 电路 (5)3.2. LVDT 传感器的丈量原理与电路设计 (6)3.2.1. LVDT 传感器的丈量原理 (6)3.2.2. LVDT 传感器电路的设计 (6)3.3.显示模块 (9)3.4.串口通信模块 (10)3.5.储存模块 (10)4.总结与领会（不宜过长） (11)附录 1 MAX7219 (14)附录 2 I2C 总线 (16)基于 STM32 的 LVDT 位移丈量系统设计大纲 : LVDT 可以用来丈量物体的伸长度、震动频率、振幅、物体厚薄程度和膨胀度等精确数据。

详细还可以用在机床工具和液压缸的定位，以及辊缝和阀门的控制等。

基于STM32的微位移检测系统设计

基于STM32的微位移检测系统设计王选择;侯浩;翟中生;杨练根;刘文超【摘要】研制了一种基于STM32的微位移检测系统设计方案.通过抑制直流漂移的电路处理模块得到直流稳定的两路光电信号.根据两路光电信号的相位特点,采用STM32同步采样两路光电信号,并利用椭圆拟合、最小二乘法、相位解包裹法对采集的数据进行处理运算,计算出微位移.现场测试结果表明:该系统满足微位移测量要求.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2016(035)007【总页数】4页(P83-86)【关键词】干涉;微位移;直流漂移;STM32;椭圆拟合;最小二乘法;相位解包裹法【作者】王选择;侯浩;翟中生;杨练根;刘文超【作者单位】湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北省现代制造质量工程重点实验室,湖北武汉430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北省现代制造质量工程重点实验室,湖北武汉430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北省现代制造质量工程重点实验室,湖北武汉430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北省现代制造质量工程重点实验室,湖北武汉430068【正文语种】中文【中图分类】TP216激光干涉法测量精度高，速度快，适合于微振动的测量[1]。

其信号处理方式一般为干涉条纹的计数细分辨向处理方法，但前提条件是保证干涉信号具有较小的直流漂移。

然而，在实际处理过程中，由于背景光强的影响，直接应用的光电转换干涉信号容易发生直流漂移，对测量结果影响很大。

因此，直流漂移的抑制对干涉的测量显得尤为重要。

四象限光电接收与差分处理[2]，是一种目前抑制直流漂移的常规方法。

它主要是通过光电信号的两两相减来消除直流漂移的影响。

这种方法能够很好地消除背景光强的影响，但无法消除由于激光本身光斑不均匀或光强分布发生改变的条件引起的直流漂移。

基于光纤传感器微位移测量系统的设计

2.7 单片机控制模块
8051芯片有40根引脚，其引脚大致可以分为 4 类：电源、时钟、控制和I/O引脚。如下图所示：
光信号经转换以后变成电压信号，这样就可以得到多组的电压与距离的对应关系，将电压与距离的对应关系输入到MATLAB软件中进行拟合，拟合出电压距离的公式，以此公式为标准经单片机处理就可以将电压信号转换成为距离并显示在液晶上面。
2.4 前置放大电路设计
本测量系统需要一个稳定度和灵敏度较高的前置放大电路。因此我选择ICL7650运算放大器。ICL7650是Intersil公司利用动态校零技术和CMOS工艺制作的斩波稳零式高精度运算放大器，它具有输入偏置电流小、失调小、增益高、共模抑制能力强、响应快、漂移低、性能稳定及价格低廉等优点。所以常常被用在热电偶、电阻应变电桥、电荷传感器等测量微弱信号的前置放大器中。下图为ICL7650组成的前置放大电路图。
当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随着光纤探头到反射体的距离的变化而变化。显然，当光纤探头紧贴反射片时，接收器接收到的光强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点又随两者的距离增加而减小。在得到电压与距离的关系之后就可以通过单片机的处理将电压转换成距离显示出来。如下图所示：
20120511233前言位移是工业产品重要的特征参数过去的位移测量方法是依靠机械接触可是在现代工业生产中加工位移是工业产品重要的特征参数过去的位移测量方法是依靠机械接触可是在现代工业生产中加工一一型型速速精度和技术指标都越来越高所以需要个新快柔性好能直接在生产过程中进行非破坏性产品质量检测的测量方法
2.5 滤波电路设计
从前置放大电路出来的信号除了有用信号以外还包括一些杂质信号，因此我们需要添加一个滤波器在其后面让有用信号通过，其它频率的杂质信号都过滤掉，从而提高信噪比。带通滤波电路图如下所示：

嵌入式实验 STM32驱动采集类传感器实验

工学院实验报告实验项目STM32驱动采集类传感器实验实验日期班级姓名指导教师综合成绩一、预习内容2、实验内容和原理本任务硬件结构主要由STM32、光照度传感器组成，其中传感器和STM32 通过I2C 总线进行通信，光照度测量系统如图2-1所示：图2-1 光照度测量系统项目原理图如图2-2所示：光敏传感器使用IIC 总线进行通信，因此使用引脚有两根，分别是SCL 和SDA。

SCL 和SDA 信号线分别连接STM32F407 芯片的PB8 和PB9。

图2-2 项目原理图3、实验所用主要仪器设备（或实验环境）二、实验数据（现象）记录及结果处理1、当光照强度大时，LCD显示光照数值为：147.50Lxu图2-3光照强度大时LCD显示2、光照强度小时，LCD显示光照数值为：20.83Lxu图2-4光照强度小时LCD显示三、实验结果分析与讨论教师评阅意见（1）实验预习 (30分)成绩：□预习认真、熟练掌握方法与步骤(30～28) □有预习、基本掌握方法与步骤(27～22) □有预习、但未能掌握方法与步骤(21～18) □没有预习，不能完成实验(17～0) （2）操作过程 (40分)成绩：□遵规守纪、操作熟练、团结协作 (40～37) □遵规守纪、操作正确、有协作 (36～29)□遵规守纪、操作基本正确、无协作(28～24) □不能遵规守纪、操作不正确、无协作(17～0)（3）结果分析 (30分)成绩：□结果详实、结论清晰、讨论合理(30～28) □结果正确、讨论适当(27～22)□结果正确、没有分析讨论(21～18) □结果不正确、没有分析讨论(17～0) 其它意见：教师签名：年月日。

基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统设计

基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统设计周金钢;彭东林;郑方燕;郑永;王淑娴【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2015(023)001【摘要】为了提高时栅位移传感器的测量精度及分辨率,提出了一种基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统;系统包括硬件电路设计和软件设计;硬件电路以STM32F4内核处理器芯片和复杂可编程逻辑器件CPLD为核心,集成了信号调理、信号处理等电路模块;运用高频时钟脉冲插补时栅位移传感器感应信号和参考信号之间的相位差,通过软件设计控制信号的采集和处理,实现了相位检测;经实验验证,采用以STM32F4为核心的时栅信号处理系统后,时栅位移传感器的角度误差峰峰值达到2.4”,实现了高精度、高分辨率的时栅角位移测量.【总页数】3页(P221-223)【作者】周金钢;彭东林;郑方燕;郑永;王淑娴【作者单位】重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,重庆400054;重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,重庆400054;重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,重庆400054;重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,重庆400054;重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,重庆400054【正文语种】中文【中图分类】TP212【相关文献】1.基于STM32F4的时栅数控分度转台控制系统设计 [J], 周金钢;彭东林;郑方燕;高忠华;王淑娴2.基于TDC-GP 2的高速时栅位移传感器信号处理系统的研究∗ [J], 冉扬洁;江中伟;杨继森;李宏伟3.基于SOPC的时栅位移传感器信号处理系统设计 [J], 郑方燕;王宝珠4.基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统集成化设计 [J], 杨继森;许强;冯济琴5.基于数字内插法的时栅位移传感器信号处理系统设计 [J], 蒲红吉;冯济琴;郑芳燕;凌旭;谢启河因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统集成化设计

基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统集成化设计杨继森;许强;冯济琴【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2013(32)12【摘要】设计了一种基于单片STM32F4芯片的时栅位移传感器信号处理系统,将驱动电源、信号采样以及数据处理与误差补偿集成在一片芯片中完成,采用数字频率直接合成(DDS)技术进行激励源的设计,利用输入捕获方式进行高频时钟脉冲插补来采集测量信号,由芯片集成的单周期DSP指令部件完成数据计算,并采用傅氏级数谐波修正技术来进行误差修正.实验表明:采用该系统后,72对极时栅误差峰峰值为3.29″,在保证精度的同时实现了时栅信号处理系统的集成化、小型化,降低了生产成本.【总页数】4页(P113-116)【作者】杨继森;许强;冯济琴【作者单位】重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心,时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,重庆400054;重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心,时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,重庆400054;重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心,时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,重庆400054【正文语种】中文【中图分类】TP274【相关文献】1.基于光敏阵列直接调制的单栅式时栅位移传感器 [J], 李彦;付敏;朱革;高宇;许现波;王林;昌驰2.基于TDC-GP 2的高速时栅位移传感器信号处理系统的研究∗ [J], 冉扬洁;江中伟;杨继森;李宏伟3.基于SOPC的时栅位移传感器信号处理系统设计 [J], 郑方燕;王宝珠4.基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统设计 [J], 周金钢;彭东林;郑方燕;郑永;王淑娴5.基于数字内插法的时栅位移传感器信号处理系统设计 [J], 蒲红吉;冯济琴;郑芳燕;凌旭;谢启河因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于STM32的便携式光纤光栅解调仪设计

基于STM32的便携式光纤光栅解调仪设计李冰;吕敏;倪亮【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2017(032)008【摘要】该文提出了一种基于STM32单片机的便携式光纤光栅解调仪设计方案,以STM32F103作为核心控制器,对光纤光栅中心反射波长的微小偏移进行精确测量,并将之转换为相应物理量.STM32单片机使用TTL/CMOS与迪文DGUS触摸屏进行交互,实现对反射波形的显示、波长计算及数据处理等,可方便地进行光纤光栅传感数据的测读.%A design scheme of portable fiber grating demodulator based on STM32 MCU is proposed.It uses STM32F103 as the core controller to accurately measure the small offset of the reflection wavelength of the fiber grating,and converts it into a corresponding physical quantity.STM32 MCU uses TTL/CMOS to interact with Devin DGUS touch screen to achieve the reflection of the waveform display,wavelength calculation and data processing.It can be easily carried out fiber Bragg sensing data.【总页数】4页(P30-33)【作者】李冰;吕敏;倪亮【作者单位】南瑞集团公司(国网电力科学研究院),南京210003;南瑞集团公司(国网电力科学研究院),南京210003;南瑞集团公司(国网电力科学研究院),南京210003【正文语种】中文【中图分类】TP23【相关文献】1.基于串口的光纤光栅解调仪多通道扩展电路设计 [J], 周勤峰;徐铁峰2.便携式光纤光栅解调仪直流稳压电源的设计与实现 [J], 张鑫; 张家洪; 许晓平; 赵振刚; 李川; 李英娜3.一种基于STM32的便携式远程幅频特性测试仪设计 [J], 孙东胜;于婉婷;崔渊;陈祝洋;钱铮4.一种基于STM32的便携式远程幅频特性测试仪设计 [J], 孙东胜;于婉婷;崔渊(指导);陈祝洋;钱铮5.基于STM32的便携式低功耗血氧仪的设计与实现 [J], 何智慧;王锦航;刘易婷;任新成;崔巍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于stm32与加速度传感器的动位移无线测量方法

基于stm32与加速度传感器的动位移无线测量方法摘要：为了满足结构动位移测量要求，设计一套基于STM32 的嵌入式动位移无线测量系统。

该系统以STM32L151C8T6芯片为核心控制器，结合电容式MEMS加速度传感器ADXL355。

使用频域积分方法，在实验室和某人行桥上进行了实验。

实验室中通过改变采样频率进行测量，结果表明该系统应用于结构动位移测量时精度随着采样频率的增大而增大。

某人行桥上的动位移实验效果较好，可见使用该方法进行结构动位移测量是完全可行的。

关键词：动位移；无线测量；嵌入式编程；加速度传感器；频域积分中图法分类号U442；文献标志码B对桥梁结构而言，动位移是一个非常重要的数据，是评定桥梁结构承载能力、汽车行驶安全性的一项重要指标[1]。

从动位移的数值分析中可以直接反映桥梁结构的竖向整体刚度和结构内力分布状态。

从而对桥梁的薄弱部位进行判断以及检查结构的整体性。

在桥梁鉴定、危桥改造和新桥验收等方面都需要准确测量桥梁的静、动位移值[2]。

桥梁结构动位移的测量方法有接线式电阻（感、容）位移计、激光挠度测试仪、惯性式位移测试仪等[3]，前两种测量方法要求有一个固定不动的参考点以便进行测量，但是对于很多桥梁，由于受使用条件和环境的限制，这些测试方法往往耗时长，效率较低。

一般情况下，测试桥梁结构的加速度信号比较方便。

用加速度计测量桥梁的加速度，再通过两次积分，求得桥梁挠度的加速度测量方法，目前已得到众多研究者的关注。

对于采集到的加速度信号，要得到位移，目前主要有两种方法，第一种方法是通过硬件积分[4]，第二种方法是软件积分。

硬件积分通过积分电路实现各参量之间的转换，但是电子元器件的性能参数具有较大的离散性，若匹配不好，容易在积分后产生畸变。

近年来随着计算机技术的发展，人们更倾向于研究软件积分方法。

软件积分目前主要有两种方法：时域积分和频率积分。

其中时域积分是直接对加速度信号进行二次积分，从而得到位移信号，这种方法形式直观。