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上傳日期: 2019-10-12

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  本設計採用STM32系列單片機為控制核心,基於電容傳感器芯片FDC2214製作紙張計數顯示裝置。FDC2214是基於LC諧振電路原理的一個電容檢測傳感器,它將電容傳感器狀態信息通過I2C傳送到STM32最小系統進行數據處理。此次設計採用二分法實現測量紙張數目的精準值。本設計具有自檢和測量功能,自檢功能下能夠報告兩極板之間是否短路;測量功能下能夠檢測到紙張數量並由蜂鳴器提示,顯示器顯示數量。

  一、方案論證與比較

  1.傳感器

  方案一:採用電容傳感器。電容傳感器的特點:(1)小功率、高阻抗。電容傳感器的電容量很小,一般為幾十到幾百微法,因此具有高阻抗輸出;(2)小的靜電力和良好的動態特性。電容傳感器極板間的靜電力很小,工作時需要的作用能量極小和它有很小的可動質量,因而具有較高的固有頻率和良好的動態特性;(3)本身發熱影響小(4)可進行非接觸測量。紙張厚度測量是基於變介電容傳感器的一種精密測量,它可以實現簡單的厚度。

  方案二:採用LM339電壓比較器的紙張厚度檢測電路。該電路由電源電路、紅外檢測電路和控制執行電路組成。交流220V電壓經變壓器降壓,整流二極管進行整流、濾波電路濾波之後產生12V的直流電壓,供給紅外檢測電路和控制執行電路。 由光敏二極管光線強度判斷紙張厚度。

  綜上,題目任務要求為設計兩平行極板的硬件電路,故選擇方案一採用電感式傳感器。

  2.主控核心芯片

  方案一:採用AT89S51。AT89S51是一個低功耗,高性能COMS 8位單片機,片內4kBytesISP(In-systemprogrammable) 的可反覆擦寫1000次的Flash 只讀程序存儲器。芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash 存儲單元,功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用提供高性價比的解決方案。

  方案二:採用STM32系列。STM32系列具有高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計ARM Cortex-M3內核,編程以及接口相對簡單,並且自帶模數轉換功能,工作速度快。

  綜上,STM32系列更好的滿足題目要求,STM32系列的優勢自帶AD,處理的速度相對較快。

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