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基于STM32L073的多核心嵌入式平台的 便携式多线检测仪项目介绍： 1、方案主题； 本设计就手工查线效率低下和现有测线仪灵活性、通用性较差的问题，提出了多线检测的设计方案，以两片STM32L073单片机为核心控制部件，可对正反接口的1到50路数据线进行短路和断路测试，并通过液晶屏进行交互操作、实时显示测试结果。 2、方案功能； 对正反接口的1到50路数据线都能够进行短路和断路测试；8 _% R- u/ [! c+ p, T8 E3 J( y- ~ $ n9 [" G! u& b6 T" Z9 K利用STM32L073灵活的控制技术，保证检测的准确性，设备便于携带； 弥补传统人工测线的缺陷，提高工作效率，检测结果直观可见；7 r# V o& j& w2 H Z 使用240X128液晶与7寸触摸屏组成方便操作的人机界面，易用性高。 3、关键词； STM32L073单片机；多线检测；数据处理；触摸屏。 " j3 d4 } H3 E0 W' K) M& ]- h+ m! b- m 工作原理介绍1、硬件组成与介绍；; R! t, q7 Y+ }3 B% E 1.1 硬件框架设计 设计研制的第一要务，就是选择单片机芯片，需要功能合适、资源足够，且价格在研制成本能承担的范围内，通过对占用I/O口的个数的计算，确定选用STM32F103ZET6和STM32L073RBT6这两款单片机。功能与价格都能满足设计需求。 确定好核心元器件单片机，接下来完成整体电路的设计，生成PCB板进行制作，焊接元器件、搭建电路，并完成实物的装配。电路总原理图如图2所示，各模块详细原理图见附录。 . q, k) `# r* S; @8 @/ b 图1 电路总原理图 1.2 电源供电设计本系统为手持设备，所以需要内置电池并增加内置电池的充电管理芯片。本方案中使用TP4057作为电源管理芯片。TP4057是一款完整的单节锂离子电池充电器，带电池正负极反接保护，采用恒定电流/恒定电压线性控制。其SOT封装与较少的外部元件数目使得TP4057便携式应用的理想选择。TP4057可以适合USB电源和适配器电源工作。 引脚功能： CHRG（引脚1）：漏极开路输出的充电状态指示端。当充电器向电池充电时，CHRG管脚被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行；否则CHRG管脚处于高阻态。 GNG（引脚2）：地。 BAT（引脚3）：充电电流输出。该引脚向电池提供充电电流并将最终浮充电压调节至4.2V。该引脚的一个精准内部电阻分压器设定浮充电压，在停机模式中，该内部电阻分压器断开。 VCC（引脚4）：正输入电源电压。该引脚向充电器供电。VCC的变化范围在4V至9V之间，并应通过至少一个1uF电容器进行旁路。当VCC降至BAT引脚电压的30mV以内，TP4057进入停机模式，从而使IBAT降至2uA以下。 STDBY（引脚5）：电池充电完成指示端。当电池充电完成时STDBY被内部开关拉到低电平，表示充电完成。除此之外，STDBY管脚将处于高阻态。 PROG（引脚6）：充电电流设定、充电电流监控和停机引脚。在该引脚与地之间连接一个精度为1%的电阻器RPROG可以设定充电电流。当在恒定电流模式下进行充电时，引脚的电压被维持在1V。 TP4057有两个漏极开路状态指示输出端，CHRG和STDBY。当充电器处于充电状态时，CHRG被拉到低电平，在其它状态，CHRG处于高阻态。当电池没有接到充电器时，CHRG输出脉冲信号表示没有安装电池。当电池连接端BAT管脚的外接电容为10uF时，CHRG闪烁周期约0.5-2秒。  图3 电源模块 1.3 显示模块设计显示模块使用240*128液晶四线电阻式触摸屏，可进行交互操作，省去了机械按键。该屏触摸芯片输出AD参数为12位数据，所以相对精度比较高，从而使手感更舒适。显示模块主要工作是进行线路检测端口数的设置和检测结果的显示，并通过蜂鸣器进行报警提示。显示模块的电路原理图如图4所示。  图4显示模块 CH240128D-6点阵绘图型液晶显示模块(LCM)采用240x128点阵液晶显示屏(LCD)与低功耗LED背光和四线电阻式触摸屏组成,是一款邦定工艺4.9寸的240128带触摸液晶屏。内置T6963C控制器,全屏可显示8排汉字，每排显示15个（16X16点阵）汉字,可完成图形方式,文本方式以及图形与文本混合显示。Intel8080系列微处理器接口,可与MCU单片机直接连接,广泛应用于各类仪器仪表与电子设备上。引脚功能如表1所示。 ( O8 B" v* I$ L( s& l1.4 硬件电路设计小结 经过多日的设计与修改，终于完成整体电路的设计，生成PCB板进行制作，焊接元器件、搭建电路，并完成实物的装配。PCB板如图5所示，电路板焊接完成图如图6所示。硬件电路完成后，可以进行软件部分的编程调试。 8 ^( D9 ^3 T6 v  PCB正面 PCB背面 图5PCB界面  图6电路板焊接完成图 Q) O1 @8 w, O E2、此项目中STM32的功能； stm32L073芯片在本项目中起到至关重要的作用。 1）低功耗控制 在平时工作中，stm32L073芯片处于低功耗模式，降低电池的电量消耗。当触摸屏芯片发出唤醒信号后，stm32L073芯片退出低功耗模式，进入正常工作状态。 当用户点下检测按钮后， stm32L073芯片唤醒协处理芯片STM32F103,并根据要求发送串口指令控制STM32F103芯片进行管脚检测。 2）人机界面显示 stm32L073负责本项目的人机界面控制。控制一块工业级240x128液晶屏显示检测信息，控制一块电阻触摸屏进行触摸控制。 3、软件流程介绍。硬件电路完成后，进行软件部分的编程调试。首先研究完成操作系统的移植，其次编写各模块的驱动程序、以实现控制、显示、触摸操作功能，接着完成检测部分（将线的一端置为高电平，另一端置为低电平，然后检测高电平的一端是否被对应的一端拉低，就可以知道此线路是否为短路或断路），最后完成人机界面的调试，实用验证，并对程序进行改进完善。 3.1 检测原理与流程多线检测仪的检测流程如图7所示，由STM32RBT6（主机）单片机通过串口向STM32ZET6（从机）单片机发送检测命令，从机模块接收到命令后，从第一个检测管脚从上到下依次置为低电平，然后查询其余管脚是否被拉低，检测完成后，将结果通过串口发送给主机模块，主机接收到信息后，判定检测的线路中的互连关系，检测完成即通过蜂鸣器鸣响告知，并将检测到的线间互连关系以表格形式显示出来。  图7检测流程图 3.2 主机模块串口处理程序当STM32ZET6（从机）单片机检测完端口后，需将检测数据通过串口发送给STM32RBT6（主机）单片机，则主机需将接收到的数据进行处理，如下为串口处理程序： 串口通讯命令处理函数程序流程图如下所示：  图8串口通讯命令处理函数程序流程图 3.3 触摸屏坐标采集程序ADS7843是4线电阻触摸屏转换接口芯片。它是一款具有同步串行接口的12位取样模数转换器。ADS7843是一款连续近似记录(SAR)的a/d转换器。可通过连结触摸屏X+触摸信号输入到a/d转化器。同时打开 Y+和Y-的驱动，然后数字化X+的电压。从而得到当前Y位置的测量结果。同理，也可得到X方向的坐标。当点击触摸屏时，ADS7843会产生一串数字信号，此时程序员需将这些数据捕捉下来，并进行处理分析。电阻屏坐标采集函数流程图如图9所示。如下为触摸屏坐标采集程序： 实物与演示1 ]& Z0 m3 l" n) K8 D) U2 m# R0 b 1、实物图片与应用实验；  实物图片 成品应用试验样机完成后，对不同数量和类型的接线进行检测试用，并与传统万用表人工检测方式进行了比对，对检测耗费的时间、检测结果的准确率进行了统计。通过比对记录于表一。 表一多线检测仪使用比对记录
结论：使用多线检测仪，可以完成对不同数量线路的检测（1到50路），直接给出线路间互连关系表格，检测用时明显缩短、工作效率高，检测过程由程序控制自动进行，不会出现因人工操作失误导致的误判、准确率高，操作使用便捷。 后期改进意见：人机界面更优化，显示更明确，并研究与手机的通讯，检测种类更丰富。其准确率对应图表如下图所示。  图14 检测耗时与准确率对应表 1 l2 R& I& s8 X- z2、演示视频和源码； $ T0 [' ~# y# h% e5 k) l/ h5 U$ n% T, a+ C5 ^ % R) A5 u V$ n0 ^3 m2 W! q | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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