搜救器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
搜器系統(tǒng)主要由電源模塊、主控制器模塊、2.4GHz無(wú)線通信模塊、紅外通信模塊、FLASH存儲(chǔ)器模塊、OLED顯示模塊和觸摸按鍵模塊組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。
系統(tǒng)電源
采用鋰電池做為系統(tǒng)電源，電池充電管理芯片選用CN3083，圖2所示是以500mA電流4.2V電壓進(jìn)行恒壓充電的電路圖。圖2中發(fā)光二極管D5發(fā)光時(shí)表明充電正在進(jìn)行，D6發(fā)光時(shí)表明充電已經(jīng)結(jié)束。鋰電池通過(guò)LDO芯片MD73R30向系統(tǒng)提供穩(wěn)定的3.3V電壓，該芯片有使能控制引腳CE，可以通過(guò)將圖中POWER_EN置為低電平關(guān)閉MD73R30以節(jié)省電能。
主控制器
選用STM32F103VE做主控制器。STM32F103VE增強(qiáng)型系列使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC內(nèi)核，內(nèi)置高速存儲(chǔ)器(高達(dá)512k字節(jié)的閃存和64k字節(jié)的SRAM)，豐富的增強(qiáng)I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)。器件包含3個(gè)12位的ADC、4個(gè)通用16位定時(shí)器和2個(gè)PWM定時(shí)器，還包含標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的通信接口： 2個(gè)I2C、3個(gè)SPI、2個(gè)I2S、1個(gè)SDIO、5個(gè)USART、一個(gè)USB和一個(gè)CAN。STM32F103VE具有DMA功能，可以在外設(shè)和內(nèi)存之間、內(nèi)存和內(nèi)存之間提供高速數(shù)據(jù)傳輸。STM32F103VE具有FSMC(靜態(tài)存儲(chǔ)控制器)，本設(shè)計(jì)用FSMC功能實(shí)現(xiàn)控制具有Intel8080總線模式的OLED顯示屏。
FLASH存儲(chǔ)器
搜救器要存儲(chǔ)大量的人員信息，所以在主控制器外部擴(kuò)展了8M字節(jié)的FLASH。M25P64是一個(gè)8M×8的串行FLASH存儲(chǔ)器，具有寫(xiě)保護(hù)機(jī)制，通過(guò)高速SPI兼容總線應(yīng)用。存儲(chǔ)器由128個(gè)塊組成，每個(gè)塊包含256頁(yè)，每頁(yè)256個(gè)字節(jié)。M25P64具有高性能的編程功能，用頁(yè)編程指令每次可編程1至256字節(jié)。整個(gè)存儲(chǔ)器可以通過(guò)塊擦寫(xiě)指令擦除，也可以由塊擦除指令一次一塊的擦除。
紅外通信
出于方便應(yīng)用考慮，搜救器在與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)使用紅外通信技術(shù)。由于STM32F103VE的USART可以設(shè)置成IrDA模式，所以本設(shè)計(jì)選用Vishay的紅外芯片TFDU4300。TFDU4300是一個(gè)對(duì)于低電壓IO接口有獨(dú)立邏輯參考電壓的紅外收發(fā)模塊，它與快速紅外數(shù)據(jù)通信的最新IrDA物理層標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，IrDA的速度最高支持115.2kbit/s并且支持基帶遠(yuǎn)程控制。收發(fā)模塊由PIN二極管，一個(gè)紅外發(fā)送器和一個(gè)低功耗控制IC構(gòu)成，提供一個(gè)完全的單芯片前端到后端的解決方案。器件覆蓋擴(kuò)展的近于1米IrDA范圍，通過(guò)一外部限流控制電阻可以調(diào)到更近的范圍。
