基于STM32的传感器接口模块的设计
2基于STM32的传感器接口模块设计
2．1 电流接口模块设计
以STM32F103系列处理器为核心，外挂ADC采样芯片、以太网接口芯片、RS-232／485接口芯片。模拟电流信号经电流-电压转换电路、电压放大电路、电平匹配电路输入至ADC采样芯片后由处理器采集。ADC芯片采用5V的外置参考电压，提高精确度。EEPROM芯片通过IIC接口与处理器通信。处理器经由串口以及以太网接口与上位机进行数据和控制信息交换。调试接口为20针标准JTAG接口。
电源部分设计为输入24V直流，经线性稳压电路和电压反转电路生成模拟部分需要的5V电压和数字电路需要的3．3V电压。电源输入的24V电压可以直接供给工业上常用的二线制电流输出传感器做激励。
整体结构如图4所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/161496.htm
下面介绍具体电路设计。电源部分为+24V-DC输入经LM2596(IC1)开关电源芯片产生+5V-DC电压，+5V电源直接供给模拟部分电路。IC2为LM1117—3．3线性稳压芯片，将5V电源变换为3．3V供给数字电路。数字地与模拟地隔离，通过10 μH电感或者磁珠连接，可以抑制数字电路对于模拟电路部分的干扰。LED1和LED2分别用来指示两部分的电源接通状况。
输入的电流由100Ω精密负载电阻变换为电压信号，由同向放大电路放大至AD转换所需要的电平，增益可以由电位器来进行微调。运放采用AD8551(U$3)，其在低压差单电源情况下表现完美，具有极低失调电压(5 μV)、极低的温漂(0．03μV／℃)以及轨对轨输入输出的特性。
+24V电压经过78L12Z(IC4)稳压产生12V电源供给AD586(U52)芯片产生高精度5V基准信号，输入到AD采样芯片ADS8344(U$1)的参考输入端。AD586的trim端连接10k电位器，可以对输出的基准电压进行精密调节。四路电流采样信号经前级放大后直接输入到AD芯片CH0-3通道，ADC由数字SPI接口连接MCU进行控制采集。
EEPROM存贮芯片采用241c64(IC5)芯片，具有64kbit存储容量，外部接口为I2C与MCU相连。ARM芯片的IO口经MAX3232电平转换芯片，将3.3V逻辑电平转换为RS-232标准的电平信号，接入DB-9插头。MAX3232采用3.3V供电，具有低功耗、高数据速率、增强型ESD保护等特性。 ENC28J60是SPI接口的以太网控制器，其SPI接口与MCU的SPI对应IO口相连，输入和输出分别为一组差分信号，接入带有1：1脉冲变压器的10BASE-T RJ-45插座。时钟由外部提供，使用25M晶振。
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