基于STM32的光電檢測計數(shù)裝置設(shè)計

文/寶鳳至 侯麗娜 劉昆倫 馮沖

電子計數(shù)器有著高精度、使用方便等優(yōu)點，自問世以來發(fā)展十分迅速，性能不斷完善，功能不斷擴大，自動化程度不斷提高，如今早已滲透到各個領(lǐng)域，成為不可缺少的設(shè)備。

計數(shù)器具體使用的過程中往往有著不同的需求，通常根據(jù)待檢測運動部件的材質(zhì)、運動方式、需檢測的精度等的不同條件，來選擇不同的檢測方式。光電檢測相比于其他檢測技術(shù)具備檢測速度快、與被測物無接觸不會對被測物產(chǎn)生污染、適用范圍較廣等優(yōu)點已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成設(shè)備的智能化要求提高，對以往功能單一的傳感器系統(tǒng)和執(zhí)行器系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成并提高面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的智能化程度已經(jīng)成為目前系統(tǒng)開發(fā)的一種主流趨勢。

本文將基于STM32微控制器設(shè)計并研制一種電子計數(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在光電傳感檢測計數(shù)功能的基礎(chǔ)上，集成了LCD顯示功能，拓展了無線數(shù)據(jù)通信功能，為組建以無線方式互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)光電檢測系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

1 總體設(shè)計方案

本系統(tǒng)基于STM32的光電檢測計數(shù)裝置設(shè)計可展示描述如下：核心部分為光電檢測模塊及STM32的計數(shù)功能模塊，而后的部分將數(shù)據(jù)進行傳輸和顯示。當(dāng)光電檢測的紅外發(fā)射與接收裝置中檢測到有物體通過時，光電檢測模塊會將接收到的信號傳輸給STM32,STM32利用其內(nèi)部自帶的定時器進行累加計算，并將其結(jié)果顯示到LCD顯示屏，同時也通過藍牙傳輸將其值發(fā)送給手機。主要模塊的硬件設(shè)計如圖1所示。

圖1：系統(tǒng)設(shè)計方案

2 硬件部分

2.1 光電檢測模塊

本設(shè)計選用的是E3F-5DN1-5L對射式光電傳感器。其工作電壓為DC 5-36V，由一個發(fā)射器和一個接收器組成，其優(yōu)點檢測距離長，對檢測物體的限制少，響應(yīng)時間短，光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機械性工作時間，響應(yīng)時間非常短。

2.2 LCD顯示模塊

本設(shè)計選擇用的是2.8寸的TFTLCD 即薄膜晶體管液晶顯示器,其工作電壓為3.3V。該模塊有如下特點:320X240的分辨率16位真彩顯示。自帶觸摸屏，可以用來作為控制輸入。

2.3 藍牙無線傳輸模塊

ATK-HCO5 型藍牙模塊通信距離在15米左右，工作溫度為-25℃-75℃。該模塊是通過一個串口TTL接口，既實現(xiàn)AT指令來設(shè)置和查詢相關(guān)參數(shù)，同時實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)透傳。因此該模塊有兩種模式：AT指令模式和串口透傳通信模式。兩種模式的通信波特率可能不同。

3 軟件部分

3.1 計數(shù)功能模塊

計數(shù)部分首先初始化定時器，啟動定時器，開啟中斷為計數(shù)做準備。然后檢測是否有低電平，如果有低電平則計數(shù)器count自加一并同步顯示在LCD顯示屏上，進入循環(huán)。

3.2 LCD顯示模塊

初始化液晶顯示屏，為顯示計數(shù)做準備。

3.3 藍牙無線傳輸模塊

首先主程序完成開發(fā)板的初始化和文件系統(tǒng)的初始化，初始化后利用MCU把數(shù)據(jù)、功能信息顯示在LCD上，如按下K0切換主從模式。然后判斷是否第一次接收數(shù)據(jù)，清除之前顯示的數(shù)據(jù)加入結(jié)束符，進入DS1的檢測，最終顯示出接收的數(shù)據(jù)，通過HC-05發(fā)送手機上，進入循環(huán)。

4 結(jié)論

本設(shè)計是基于stm32的藍牙計數(shù)系統(tǒng)，以光電傳感器作為首要的傳感器，通過藍牙模塊把計數(shù)結(jié)果發(fā)送到手機上。

該設(shè)計可以實現(xiàn)對經(jīng)過傳感器的物體進行計數(shù)，并把計數(shù)結(jié)果實時顯示在LCD上，為了查看方便，我們還設(shè)計了藍牙傳輸模塊，能把對物體的實時計數(shù)結(jié)果通過藍牙發(fā)送到手機上，這樣更方便查看。

本設(shè)計采用的光電傳感器，感應(yīng)靈敏，操作方便簡單，實時性高。藍牙模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，方便快捷。

參考文獻

[1]電子計數(shù)器原理、功能、參數(shù)、及使用淺析[J].機床電器,2011.5:40-44.

[2]高慧芳.單片機原理及系統(tǒng)設(shè)計[M].杭少H:杭少電子科技大學(xué),2008:124-174.

[3]杜春雷.ARM體系結(jié)構(gòu)與編程.清華大學(xué)出版社,2003.

[4]李寧.ARM開發(fā)工具ReaIView MDK使用入[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2008.

[5]李寧.基于MDK的STM32處理器開發(fā)應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2008.