GSP车载行车速度测试技术研究+文献综述(5)
3.1 微控制器的模块
3.1.1 微控制器芯片选型
微控制器对于整个系统来说至关重要，如果将系统比作一个人，那么微控制器就是人脑，它指挥身体的各个部分协调工作，顺利完成一切行为。
目前应用中一般采用的是8位MCS51单片机，此类单片机应用广泛，价格相对较低，发展也比较成熟，是车载行车速度测量系统的首选。由于课题是基于配合疲劳预警仪调节灵敏度的，速度的采集实时性，数据的处理方面对于此类单片机来说不能得到保证，而且为了方便与加速度传感器和GPS芯片的不同接口连接，还必须有足够内存存储，加速度传感器与GPS部分提取速度程序。因此我们选择小容量型，32位基于ARM核心的带32K字节内存的微控制器STM32F103RBT6，这使得我们不必为单片机扩充内存从而减小了电路的大小。此微控制器还提供了多种通信接口，方便与GPS和加速度传感器连接。
通过了多方对比及分析，最终确定了STM32F103RBT6。主要功能：
内核：ARM 32位的Cortex™-M3 CPU
− 最高72MHz工作频率，在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHz(Dhrystone2.1)
− 单周期乘法和硬件除法
存储器
− 从16K到32K字节的闪存程序存储器
− 从6K到10K字节的SRAM
时钟、复位和电源管理
− 2.0～3.6伏供电和I/O引脚
− 上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD)
− 4～16MHz晶体振荡器
− 内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器
− 内嵌带校准的40kHz的RC振荡器
− 产生CPU时钟的PLL
− 带校准功能的32kHz RTC振荡器
低功耗
− 睡眠、停机和待机模式
− VBAT为RTC和后备寄存器供电
2个12位模数转换器，1μs转换时间(多达16个输入通道)
− 转换范围：0至3.6V
− 双采样和保持功能
− 温度传感器
DMA：
− 7通道DMA控制器
− 支持的外设：定时器、ADC、SPI、I2C和USART
多达80个快速I/O端口
− 26/37/51个I/O口，所有I/O口可以映像到16个外部中断；几乎所有端口均可容忍5V信号
调试模式
− 串行单线调试(SWD)和JTAG接口
多达6个定时器
− 2个16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入
− 1个16位带死区控制和紧急刹车，用于电机控制的PWM高级控制定时器
− 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的)
− 系统时间定时器：24位自减型计数器
多达6个通信接口
− 1个I2C接口(支持SMBus/PMBus)
− 2个USART接口(支持ISO7816接口，LIN，IrDA接口和调制解调控制)
− 1个SPI接口(18M位/秒)
− CAN接口(2.0B 主动)
− USB 2.0全速接口
3.1.2 微控制器控制部分电路原理图设计
1、电源
芯片供电选用3.3V 图3.1 3.3V电源
采用LM1117-3.3V(AMS1117)供电。
2、晶振
STM32上电复位后默认使用内部[精度8MHz左右]晶振，如果外部接了8MHz的晶振，可以切换使用外部的8MHz晶振，并最终PLL倍频到72MHz。
图3.3 复位电路
此电路提供了微控制器的复位功能，开关K1每按一次进行一次复位。
4、微控制器原理图 图3.4 STM32F103RBT6
PA9脚和PA10脚作为通用同步收发器与GPS相连，其中GPS芯片的TXD与微控制器的PA10脚连接，RXD与PA9相连。PC0到PC7最为D0到D7数据口与液晶显示器连接，PC8到PC12脚分别为LCD的复位，读写口，选通口连接。因为ADXL345选用了IIC通信协议，所以把微控制器的PB10和PB11作为SCL和SDA与ADXL345连接。