基于STM32的自动气象站控制模块设计
1、引 言随着居民生活水平的提高和气象意识的增强,近年来自动气象站得到了大力的发展。自动气象站需要可视化的人机界面,既能发布动态的气象数据,也能对气象站发送控制指令。因此,自动气象站拥有可视化的液晶显示控制模块是非常重要的。 为了节约硬件资源,采用STM32F103VET6单片机驱动7寸触摸屏作为显示控制模块的硬件平台。为实现多任务处理,移植经过裁剪和修改的UC/OS-II操作系统。同时移植可裁剪的界面设计软件接口UCGUI,实现可视化人机界面。构建软硬件可裁剪的自动气象站控制模块,即能满足自动气象站工作现场的任务需求,也减少了软硬件资源的浪费,充分发挥了嵌入式产品在工控现场的优势。 2、系统整体框图采用STM32F103VET6作为主控制器芯片,利用TFT屏驱动程序和触摸驱动程序驱动7寸触摸屏,系统整体框图如图1所示。 针对该CPU移植UC/GUI和UC/OS-II是本文的关键。液晶驱动程序和触摸驱动程序配合UCGUI提供的接口函数,搭建可视化人机交互界面,移植适用于本系列CPU的UC/OS-II实现多任务处理。
图1 系统整体 3、驱动触摸屏硬件电路设计基于价格和性能的综合考虑,选择STM32F103VET6作为主控制器芯片。STM32F103系列CPU采用CORTEX-M3内核,最高工作频率72MHz,拥有256~512KBFLASH程序存储器,并行LCD接口,兼容8080/6800模式。 LCD模块采用群创AT070TN90系列TFT屏。该液晶显示模块由LCD面板,SSD1963控制电路,电源与调压器电路,背光控制电路4部分组成。其中SSD1963控制电路包含了1块SSD1963控制芯片,负责与处理器进行通信,根据处理器传输过来的数据刷新内部显存,控制LCD面板刷新显示。
TFT显示屏与STM32F103的接口如图2所示。
图2 TFT显示屏与STM32F103的接口电路 TFT显示屏表面贴有一块XPT2046控制的四线制触摸屏,该触摸屏的Y+,Y-,X+,X-分别与XPT2046的4个引脚相连。当屏幕被按下时,XPT2046内部的125KHz转换速率的逐步逼近型12位A/D转换器执行2次A/D转换计算触摸位置,然后以SPI总线方式传送给CPU。
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