论坛首页 > 创客天地 > 第二届立创商城电子制作节 > 参赛作品《井上无纸记录仪》
查看:2826  |  回复:11
参赛作品《井上无纸记录仪》
陈臻
3
主题
9
回复
发表于Thu Jun 22 08:40:14 CST 2017   |  只看该作者 1# 电梯直达

1. 参赛者姓名(必填项):

陈臻

2. 单位或学校名称(必填项):

宁波精丰测控技术有限公司

3. 当前职务或职称(必填项):

工程师

4. 参赛作品的名字(必填项):

井上无纸记录仪

5. 简要陈述您的idea和作品(必填项):

井上无纸记录仪与井下传感器组成油井井下测量系统,完成对井下压力、温度信号的实时采集与记录。主要可以完成以下功能:

● 井下压力、温度信号的实时采集
● 对采集信号历史数据进行记录存储
● 对采集信号进行通过Modbus远程传输
● 对采集信号变送输出
● 对采集信号超限报警
● 大容量数据存储
● 通过U盘读取历史数据

● 程序可通过u盘进行在线升级



6. 拟用到的立创商城在售物料(必填项):

EL357N(B)(TA)-G
STM32F103VET6
SRV05-4-P-T7
EEPROM/AT24C256C-SSHL-T
AMS1117-3.3
32.768KHz ±20ppm 12.5pF
8MHz ±20ppm 20pF
12MHZ 20PF 10PPM
2.2uF (225) 20% 50V
470nF (474) 10% 25V
100uF (107) ±10% 6.3V
4.7uF (475) 10% 16V
10nF (103) 10% 50V
12pF (120) 5% 50V
20pF (200) 5% 50V
100pF (101) 5% 50V
10uF (106) 10% 50V
1nF (102) 10% 50V
10uF (106) 10% 25V
P6SMB6.8CA
M7
ZMM3V3
BAV70 A4
红灯 0603
绿灯 0603
600Ω ±25% 100MHz


7. 拟用到的非立创商城物料或其它补充(必填项):

FTC359B

AMC1200BDWVR

【作品正式发表(报名成功后进入设计阶段)需要填写的内容】


一、作品简介

例如,可以包括但不局限于以下内容:

作品外观:

  点击查看大图 

主板部分

点击查看大图 

显示板反面

点击查看大图

显示板正面

 点击查看大图

整机图


该作品的主要功能是利用单通道通过一定的时序和电源方向来采集2-4通道的压力温度信号,并进行长时间的数据存储,内部存储器最大可扩展到32G,至少可以采集10年以上的数据

以上并不重要,个人感觉重要的是下面部分,在此先吐槽下立创社区帖子编辑功能,之前一口气全部写完了,写的非常非常多,结果点击保存帖子,马上回到了解放前,心有多累阿,能不能加个即时保存的功能,向腾讯QQ空间学习学习,体验真的很差!现在没办法,只能写一段,保存一下,保存前还得复制一下,尽量降低损失。


这个作品里面有些方面可以拿出来共享下,在其他地方都可以借鉴应用,高手可忽略。

1.大容量数据快速存储方案:简单的说是把采集的数据往铁电中存,存到一定空间时(大概是4k),马上转移到U盘,或者大容量的flash中,主要考虑到u盘,flash擦写次数越多,速度上会下降,也有可能会写坏,因此使用FRAM来进行过渡

2.隔离电流4-20mA采集方案:以前的方案相对比较奢侈,采用磁隔离器+AD芯片+微功率隔离电源方案,成本比较高,也浪费了MCU内部的ADC,现在应用了新的方案,采用隔离放大器+仪表运放+微功率隔离电源的方式,成本能有所下降,可靠性还是后者比较可靠些。

3.隔离485通讯方案:在作品中有2种方案,一种是金升阳的TD系列方案,另外一种是ADI的ADM2582E方案,后者体积更小,属于芯片级,隔离电源也设计在内部,成本也是后者低一些,实际测试下来,ADI方案距离1km误码率相对TD方案要低,建议大家采用ADI的方案。

4.通过U盘或者485总线升级程序。这个功能的思路是这样的,首先需要写一段引导代码,代码起始地址设置为0x8000000,大小设置64K,它的主要功能是复制u盘或者通讯中的数据写入到起始地址为0x8010000的用户程序区,将用户程序覆盖。这里也会引发很多问题,比如升级过程中u盘拔出导致升级失败了怎么办?外部u盘一直插着,忘拔了,开机就升级程序如何处理?等等这些都需要一整套的机制在处理,下面会慢慢提到,这个功能用的好,可以解决因为开发周期短导致有BUG,而客户无法对程序进行升级的困难,如果用的不好,升级失败了,反而成了板砖,客户的心理阴影肯定会很大,毕竟这个板砖比较大。

5.触摸式输入方案,相比按键式或者轻触式,寿命更长,结构更简单,按键没有抖动,MCU处理起来会简单许多,这里采用的是FTC359B芯片的设计方案。使用起来感觉还是挺不错的


二、系统构架图

  


三、硬件部分的描述

1.电源部分

 点击查看大图

ACDC EMC电源,采用的是金升阳的模块电源,其中有一款电压比较宽,现在还不是很成熟,并没有进行测试

2.内部存储部分

 点击查看大图

usb部分采用南京沁恒CH376的芯片方案

3.隔离485部分

 点击查看大图 点击查看大图

上面的EMC电路是金升阳推荐电路

4. PWM转4-20mA或0-20mA电路

 点击查看大图

这个电路推荐给大家,非常稳定

5.隔离电流采集(5-10mA)

 点击查看大图

6.继电器驱动电路

 点击查看大图

虽然简单,但经常会有工程师设计出问题


四、材料清单(BOM列表)

EL357N(B)(TA)-G            C6649    
STM32F103VET6            C8308
SRV05-4-P-T7                C85364
EEPROM/AT24C256C-SSHL-T    C6482


五、软件部分的描述(选填)

软件部分因为保密,只能把Bootloader写的过程发出来,仅供交流学习

1. Bootloader的设置

在正常配置工程的基础上,根据boot工程文件的大小来设定需要用到的程序空间大小,如图,在红色方框内将原本0x80000(512K)size大小改为0x10000(64K),剩余的空间用于存放在实际应用中需要运行的代码 ,在Debug设置中也需修改

  


2. APP 程序地址修改

APP程序中,将flash起始地址设为boot程序的末尾地址(0x801000),代码空间(size)可选择范围最大为0x70000(448K),Debug中做同样设置

  

 


3.APP程序生成.bin文件方法

APP程序中在user选项下勾选 After Build/Rebuild中的Run#1 并配置其路径

D:\Keil_v5\ARM\ARMCC\bin\fromelf.exe --bin -o ..\..\Output\BH-F103.bin ..\..\Output\Template.axf

 

D:\Keil_v5\ARM\ARMCC\bin\fromelf.exe为本地安装Keil软件的fromelf.exe文件的路径,通过右侧打开文件方式直接选择

..\..\Output\Template.axf为生成bin文件的依赖文件,其路径和文件名在编译工程时可看到

 

--bin -o ..\..\Output\BH-F103.bin用于生成bin文件,其中--bin –o为生成bin文件的指令,..\..\Output为文件路径,需和axf文件保持一致

BH-F103.bin为生成的bin文件的文件名,用于通过U盘升级程序



3.boot程序中关闭中断

在最后一条跳转指令之前加入关闭中断指令__disable_irq();

 


3.APP中的中断向量做偏移

在程序开始运行前加入:

SCB->VTOR = 0x8000000 | 0x10000;

__enable_irq();

 








中断向量的偏移用SCB->VTOR = 0x8000000 | 0x10000;NVIC_SetVectorTable (NVIC_VectTab_FLASH, 0x10000);都可以

关于中断跳转后可能出现的死机的情况,在某些情况下光用__disable_irq();__enable_irq();两条语句无法完全规避,具体情况可访问网站http://www.eeworld.com.cn/mcu/article_2017020533639.html解决

Boot程序的flash擦出设置为安全起见可设置为全部擦出


void GPIO_Configuration(void)
{
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 
 //PC5 作为模拟通道10输入引脚                         
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

   	/* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
  	/* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

//系统中断管理
void NVIC_Configuration(void)
{ 
 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
  /* Configure the NVIC Preemption Priority Bits */  
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);

 #ifdef  VECT_TAB_RAM  
  /* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */ 
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0); 
 #else  /* VECT_TAB_FLASH  */
  /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */ 
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);   
 #endif

 /* Enable the USARTy Interrupt */
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

//配置系统时钟,使能各外设时钟
void RCC_Configuration(void)
{
 SystemInit(); 
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA 
                           |RCC_APB2Periph_GPIOC
   | RCC_APB2Periph_AFIO 
                           |RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );
}

void InitDis(void) 
{
   /* LCD Module init */

}

//配置所有外设
void Init_All_Periph(void)
{
 RCC_Configuration(); 
 GPIO_Configuration();
 NVIC_Configuration();
 USART1_Configuration();
 CH376_Init();
 mInitCH376Host();
 LCD12864_GPIO_Config(OUTPUT);//LCD12864 IO口配置
 Init_LCD12864();
}

void BootLoader_Jump(uint32_t Sect, uint32_t Msp, uint32_t Reset)
{
    uint32_t base;
    uint32_t offset;
    iapfun jump2app;
    base = (Sect > NVIC_VectTab_FLASH ) ? NVIC_VectTab_FLASH : NVIC_VectTab_RAM;            //中断向量表基地址
    offset = Sect - base;                                                                   //中断向量表偏移
    
    NVIC_SetVectorTable( base, offset );                                                    //重定位中断向量表
    

    jump2app=(iapfun)*(uint32_t*)(Sect+4);		//用户代码区第二个字为程序开始地址(复位地址) 
 __set_MSP(*(uint32_t*)Sect);					//初始化APP堆栈指针(用户代码区的第一个字用于存放栈顶地址)
 jump2app(); 
}
 

int main(void)
{ 
 mDelaymS( 200 );
 mDelaymS( 200 );
 mDelaymS( 200 );//CH376建立需要时间
 Init_All_Periph();
 Flash_Init();                               //初始化Flash
 BootLoader_FromUSB();                    //Bootloader从USB更新固件
}



六、作品演示

请上传您的作品的功能演示到腾讯视频,并编辑到本楼(或附上视频链接)。按要求上传视频可获得5分,具体详见活动规则。


七、总结

感谢主办方给予这次机会,这个项目也是刚立项不久,历时近2个月,在过程中遇到的困难也是不少,电路上出现过32k晶振不起振的情况,虽然后面通过引脚加焊的方式让它振荡了,但这应该不是真正的原因,负载电容和走线布线可能是主要问题,留着下一版本解决。在升级程序上也摸索了好几天,现在才比较稳定,经过各种意外测试,比如升级过程中断电,升级过程中电压不稳定,升级过程中加强干扰等等。

该帖子已被陈臻于Sat Jul 22 09:30:17 CST 2017编辑过
回复 收藏
  举报
立创商城赵...
【官方工作人员】
130
主题
1324
回复
发表于Thu Jun 22 09:36:59 CST 2017   |  只看该作者 2#

欢迎参与!  期待楼主佳作!


您已经报名成功!

您现在就可以开始进行设计工作了,后期相关内容请在一楼编辑进行完善。

当前所有参赛选手分值统计表及活动详细介绍见:  http://www.szlcsc.com/go/17523dej

《立创快报》总编辑、立创电子公共实验室建设者,企业QQ:2355740879
飞煌之路
1
主题
8
回复
发表于Sat Jun 24 00:13:35 CST 2017   |  只看该作者 3#
期待楼主的作品
电子开发,欢迎交流。
机械键盘
0
主题
3
回复
发表于Tue Jul 25 18:08:09 CST 2017   |  只看该作者 4#
先恭喜下楼主完成了作品,你这说经过了各种意外测试,是测试通过了?
立创商城赵...
【官方工作人员】
130
主题
1324
回复
发表于Tue Jul 25 18:46:38 CST 2017   |  只看该作者 5#
初步目测: 板子好大,用料较足(各种模块), 好“威猛”
《立创快报》总编辑、立创电子公共实验室建设者,企业QQ:2355740879
陈臻
3
主题
9
回复
发表于Tue Jul 25 20:32:57 CST 2017   |  只看该作者 6#
机械键盘 发表于 Tue Jul 25 18:08:09 CST 2017  4# 先恭喜下楼主完成了作品,你这说经过了各种意外测试,是测试通过...
嗯,测试通过了
小熊维尼
0
主题
2317
回复
发表于Fri Aug 04 14:41:18 CST 2017   |  只看该作者 7#
外观看着很大气,
cvi670
0
主题
6
回复
发表于Mon Aug 07 08:39:30 CST 2017   |  只看该作者 8#
很好的  工业设计产品  点赞
立创君
【官方工作人员】
73
主题
1143
回复
发表于Tue Aug 22 16:20:21 CST 2017   |  只看该作者 9#

> 楼主已完成【主动传播,恭喜再获5分;

> 所有参赛选手分值统计表及活动详细介绍见:http://www.szlcsc.com/go/17523dej

报名成功后至第二阶段结束(8月22日截止)前的任意时间在朋友圈发布特定图文内容即视为主动传播;

> 每位参赛选手都有一次主动传播加5分的机会,这就是传说中的“送分题”,详询立创君微信号:LCSCSZ扫码添加)。

立创商城(WWW.SZLCSC.COM),一站式元器件采购自营商城,正品 · 现货库存 · 4小时发货!
立创小程
【官方工作人员】
4
主题
186
回复
发表于Sat Aug 26 12:39:57 CST 2017   |  只看该作者 10#
恭喜楼主获得了第二届立创商城电子制作节入围奖,虽然距离30强还有些小差距,30强&入围奖名单:http://club.szlcsc.com/article/details_8910_1.html
但到明年的第三届电子制作节,带上您更成熟的作品参赛时,也许就能一举夺冠了呢,现在,有众多优秀作品让你参考,投票:http://club.szlcsc.com/article/details_8913_1.html
不断前行
笨哈哈001
0
主题
3
回复
发表于Tue Oct 10 10:12:41 CST 2017   |  只看该作者 11#
作品不错
笨哈哈001
0
主题
3
回复
发表于Sat Jun 30 16:55:52 CST 2018   |  只看该作者 12#
楼主的作品很不错,能不能给讲讲原理啊。。。要是给出图就更好了。。。。
  • 温馨提示:标题不合格、重复发帖、发布广告贴,将会被删除帖子或禁止发言。 详情请参考:社区发帖规则
  • 您当前输入了 0个文字。还可以输入8000个文字。 已添加复制上传图片功能,该功能目前仅支持chrome和火狐

顶部