导言
实验室中关键设备的信息需求及时收集、反应到主控室中，又由于设备类型多，促进规划者开发主节点、从节点的结构，总线通讯的监测渠道。一起，渠道的用户界面需具有二次开发才能。因而，本文规划了一种设备状况监测渠道。
本文规划的体系硬件依据STM32F103芯片，是依据ARM的Cortex—M3架构，其外设单元资源丰富，能够到达体系需求的性能指标。装备了一块4.3寸TFT显现、接触屏，可直观地显现与操作，表现了与用户的互动。
1 硬件架构
以STM32F103为主控芯片，首要包含了5个外围电路模块：实时时钟、模数处理、数据存储、数据传输和界面显现。模数处理是A/D模块加预处理电路，数据存储选用一片2 MB SPI Flash，数据传输选用CAN接口和RS232接口，显现屏是4.3寸。如图1所示，为设备的硬件架构图。
体系选用的STM32F103是ST公司推出的依据Cortex—M3内核的32位ARM芯片系列。本体系选用的STM32F103ZET6归于该系列的高容量芯片，片内Flash容量为512 KB，片内SRAM容量为64 KB，主频为72MHz。具有完好的FSMC总线、26位地址线和16位数据宽度。体系的显现屏为翰彩4.3寸TFT液晶屏，分辨率为640×480，贴一块电阻式接触屏。显现屏驱动模块是SSD1963，选用了16位(5位赤色、6位绿色、5位蓝色)64K接口方法，由FSMC数据接口衔接操控。接触屏芯片为ADS7843，它输入接触屏四路电压，用SPI通讯输出接触点方位信息。图2是LCD接口电路。
CAN总线协议的高可靠性使其在工业上得到广泛应用。STM32F103的CAN总线单元支撑协议2.0A和2.0B;选用的CAN收发器是TJA1050，在CAN协议操控器和物理总线之间起到接口效果，规划120 Ω的终端匹配电阻以习惯不同的CAN总线网络。CAN模块的接口电路如图3所示。
2 软件规划
2.1 全体架构
嵌入式体系规划的第一步在于明晰地区分使命，设定优先级，依据使命的执行情况调度体系资源。如图4所示，μC/OS是体系的总调度，之上有6个首要的使命，它们别离对应硬件架构中的模块，运转整个程序。
每个使命分配不同的优先级和发动方法，有周期性发动、信号量驱动两种方法。显现功用由μCGUI驱动，FAT32文件由FatFs办理。使命区分及资源如表1所列。
区分使命之后，先完成板级支撑包，再对通讯协议进行规划，然后制作整个μCGUI的界面。
2.2 板级支撑包
板级支撑包是指在单板上完成悉数根底功用，例如时钟办理、掉电备份、串口、CAN总线通讯、A/D采样以及显现使命的fsmc接口、驱动优盘的SPI接口等。运用ST公司供给的标准化库函数，调用库函数进行初始化，装备模块参数，在运用时依据需求调用函数或在中止进行，完成后封装成一个Lib库文件运用。
在体系中止里设置：①CAN中止，用于快速反映CAN口信息;②USART接纳中止，用于接纳串口信息;③RTC中止，用于实时时钟中止;④USB有两个中止，用于USB端口的收发设置。板级支撑包的函数如图5所示。
全体系的参数如下：A/D总线模块采样率为1 kHz，最高为5 kHz，通道数8个，能够拓宽到16通道。串口速率为115 200，数据位为8位，无校验。CAN用CAN-1口，设置为500 kbps、250 kbps、100kbps、50 kbps的4档速率，扩展ID方法。
初始化单板需进行时钟校对，存储正确的时刻。单板掉电之后用电池作业，存入备份寄存器，上电再取时刻参数(即秒的数量)，换算成对应的日期和时刻。显现模块选用FSMC并行接口操控，完成在屏幕上画出单个点、单条直线等根本绘图功用，就能供给接口给μC总线GUI运用。
2.3 CAN总线通讯协议
本规划选用CAN总线协议，用状况机进行状况转化，在详细的指令驱动下完成从握手到传输数据的进程。图6是CAN总线通讯的状况机。
CAN总线通讯指令是英文单词缩写用ASCII码表明的成果。在本规划中，有一个主节点和3个从节点。主节点和从节点对应的指令应对方法如图7所示。初始化时，主节点在宣布“TEST”指令后，从节点回复“ALOK”，表明从节点收到指令，作业正常。1号和2号从节点担任丈量温度、湿度和压力。主节点发送“NEED”指令，从节点1号和2号回复温度、湿度数值给主节点，格局是对应的“指令+数据”。主节点依据ID与指令，判别数据正确性，及时显现在屏幕上。
采样时，主节点在指令的驱动下，切换不同状况。主节点发送准备指令，承认从节点准备好之后，再宣布采样开端的“SMPL”指令，从节点收到指令后，发动采样，完成后回复“GOGO”指令。从节点在采样完毕后再回复，是为了削减采样发动的延时。主节点进入接纳数据的状况，发送传输数据指令“DATA”，从节点先用“LENS”指令告知主节点，本次采样长度是多少，便于主节点在接纳数据的时分计算，是否接纳到了数量正确的数据。从节点开端发送数据，最终发送“ENDD”指令，告知主节点数据传送完毕。主节点的数据标识清空，回到初始状况。这样完成了一轮数据采样、发送进程。
