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扩展模块_传感器 [2018/09/04 14:33]
gongyu 创建
扩展模块_传感器 [2019/04/12 02:27] (当前版本)
gongyu
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-====== ​传感器及点阵LED显示功能板 ​======+### 传感器及点阵LED显示功能板
  
 {{ ::​step_sensor实物图1.jpg?​490 |}} {{ ::​step_sensor实物图1.jpg?​490 |}}
 {{ ::​step_sensor实物图2.jpg?​490 |}}\\ {{ ::​step_sensor实物图2.jpg?​490 |}}\\
  
-<​WRAP ​center 20%>​**传感器及点阵LED显示功能模块实物图** </​WRAP>​ +<​WRAP ​centeralign>​**传感器及点阵LED显示功能模块实物图** </​WRAP>​ 
-===== 板卡简介 ​=====+ 
 +### 板卡简介
 STEP Sensor Card是STEP团队推出的可配合小脚丫多种底板使用的扩展板卡,板载资源十分丰富,其中包括多种传感器、16*8led点阵、flash存储等多种功能,你可以用这个子卡来实现你各种各样的新奇想法,像数字水平仪,温度计,亮度检测仪,你都可以用这个板卡去完成! STEP Sensor Card是STEP团队推出的可配合小脚丫多种底板使用的扩展板卡,板载资源十分丰富,其中包括多种传感器、16*8led点阵、flash存储等多种功能,你可以用这个子卡来实现你各种各样的新奇想法,像数字水平仪,温度计,亮度检测仪,你都可以用这个板卡去完成!
-===== 模块划分 ​=====+ 
 +### 模块划分
 {{ ::​模块划分11.png?​700 |}} {{ ::​模块划分11.png?​700 |}}
-<​WRAP ​center 15%>​**传感器及点阵LED显示功能模块板载资源** </​WRAP>​\\+<​WRAP ​centeralign>​**传感器及点阵LED显示功能模块板载资源** </​WRAP>​\\
  
-===== 功能需求 ​=====+###功能需求
  
   * 利用陀螺仪MPU6050实现数字水平仪:在LED点阵上显示一个“小球”,当板卡为水平时,“小球”在板卡中心不动,当板卡倾斜时,小球向对应方向进行移动;   * 利用陀螺仪MPU6050实现数字水平仪:在LED点阵上显示一个“小球”,当板卡为水平时,“小球”在板卡中心不动,当板卡倾斜时,小球向对应方向进行移动;
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   * 利用红外对管完成距离检测,亦可实现“手势开关”等功能。   * 利用红外对管完成距离检测,亦可实现“手势开关”等功能。
  
-===== 器件选择 ​=====+### 器件选择
  
-==== 总览 ​====+#### 总览
 |              ^ 型号 ​        ^ 厂商 ​                              ^ 封装 ​                                   ^ |              ^ 型号 ​        ^ 厂商 ​                              ^ 封装 ​                                   ^
 ^ 环境光传感器 | BH1750FVI-TR | RHOM Semiconductor ​                | WSOF6I ​                                | ^ 环境光传感器 | BH1750FVI-TR | RHOM Semiconductor ​                | WSOF6I ​                                |
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 ^ 比较器 ​      | LM393DR ​     | Texas Instruments ​                | SOP8                                   | ^ 比较器 ​      | LM393DR ​     | Texas Instruments ​                | SOP8                                   |
  
-==== 环境光传感器 ​====+#### 环境光传感器
  
 {{:​bh1750效果图.png?​200|}}\\ {{:​bh1750效果图.png?​200|}}\\
 环境光传感器选用了RHOM的BH1750FVI,是一个I2C接口的16位高精度数字式环境光传感器,无需外部接ADC进行采集,另外其功耗很低,被广泛的应用在诸如数码相机,手机等数码产品上。\\ 环境光传感器选用了RHOM的BH1750FVI,是一个I2C接口的16位高精度数字式环境光传感器,无需外部接ADC进行采集,另外其功耗很低,被广泛的应用在诸如数码相机,手机等数码产品上。\\
  
-==== 温度传感器 ​====+#### 温度传感器
 {{::​ds18b20z实物图.png?​200|}}\\ {{::​ds18b20z实物图.png?​200|}}\\
 温度传感器选用了Dallas半导体的DS18B20Z,是一个单总线、12位进度的数字式温度传感器,输入电压为3.0V~5.5V,比较灵活,工作温度可在-55摄氏度~125摄氏度之间,可满足我们日常使用的需求。\\ 温度传感器选用了Dallas半导体的DS18B20Z,是一个单总线、12位进度的数字式温度传感器,输入电压为3.0V~5.5V,比较灵活,工作温度可在-55摄氏度~125摄氏度之间,可满足我们日常使用的需求。\\
  
-==== 姿态传感器 ​====+####姿态传感器
 {{::​mpu6050效果图.png?​200|}}\\ {{::​mpu6050效果图.png?​200|}}\\
 姿态传感器选用了Invensense的MPU6050,是一个I2C接口的6轴重力加速度计,封装采用QFN24贴片封装,可满足使用需求。 姿态传感器选用了Invensense的MPU6050,是一个I2C接口的6轴重力加速度计,封装采用QFN24贴片封装,可满足使用需求。
  
-==== 红外传感器 ​====+####红外传感器
 {{::​itr9909实物图.png?​200|}}\\ {{::​itr9909实物图.png?​200|}}\\
 红外传感器采用了台湾亿光电子的ITR9909,是集成了红外发射管与接收管为一体的红外传感器,并且我们使用了TI的LM393电压比较器进行结果输出,保证了距离判定的稳定性。 红外传感器采用了台湾亿光电子的ITR9909,是集成了红外发射管与接收管为一体的红外传感器,并且我们使用了TI的LM393电压比较器进行结果输出,保证了距离判定的稳定性。
  
-==== FLASH ====+#### FLASH
 {{::​flash实物图.png?​200|}}\\ {{::​flash实物图.png?​200|}}\\
 红外对管采用了华邦电子(winbond)的W25Q64BVFIG,是一个SPI接口的FLASH存储器。 红外对管采用了华邦电子(winbond)的W25Q64BVFIG,是一个SPI接口的FLASH存储器。
  
-==== LED点阵 ​====+####LED点阵
 LED点阵由于小脚丫STEP FPGA的管脚充足,可直接连接在管脚上,便于进行驱动。 LED点阵由于小脚丫STEP FPGA的管脚充足,可直接连接在管脚上,便于进行驱动。
  
-===== 原理图说明 ​=====+### 原理图说明
  
 {{ ::​step_sensor原理图1.png?​1000 |}} {{ ::​step_sensor原理图1.png?​1000 |}}
 {{ ::​step_sensor_原理图2.png?​1000 |}} {{ ::​step_sensor_原理图2.png?​1000 |}}
  
-===== PCB布局布线 ​=====+### PCB布局布线
  
 {{ :​sensor_layout1.png?​600 |}} {{ :​sensor_layout1.png?​600 |}}
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 {{ ::​step_sensorpcb2.png?​600 |}} {{ ::​step_sensorpcb2.png?​600 |}}
  
-===== 板卡尺寸 ​=====+###板卡尺寸
 {{ ::​step_pcie_card截图.png?​1000 |}} {{ ::​step_pcie_card截图.png?​1000 |}}
-===== 板卡调试 ​=====+ 
 +###板卡调试 ​
 对于STEP Sensor板卡,其结构为模块式,故调试也是分模块进行: 对于STEP Sensor板卡,其结构为模块式,故调试也是分模块进行:
-==== 温度采集模块 ​====+ 
 +#### 温度采集模块
 通过与DS18B20Z建立通讯,并利用LED点阵进行显示,验证了DS18B20Z与点阵模块的电路是可以正常工作的。\\ 通过与DS18B20Z建立通讯,并利用LED点阵进行显示,验证了DS18B20Z与点阵模块的电路是可以正常工作的。\\
 {{ ::​sensor_温度采集.jpg?​500 |}} {{ ::​sensor_温度采集.jpg?​500 |}}
-<​WRAP ​center 12%>**STEP Sensor Card实现温度采集** </​WRAP>​ +<​WRAP ​centeralign>**STEP Sensor Card实现温度采集** </​WRAP>​ 
-==== 环境光模块 ​====+ 
 +#### 环境光模块
 通过与BH1750FVI进行通讯,将环境光的数据采集回来,并按照亮度等级,对RGB_LED灯光亮度进行控制,说明环境光传感器可正常工作。 通过与BH1750FVI进行通讯,将环境光的数据采集回来,并按照亮度等级,对RGB_LED灯光亮度进行控制,说明环境光传感器可正常工作。
 {{ ::​sensor环境光暗.jpg?​500 |}} {{ ::​sensor环境光暗.jpg?​500 |}}
-<​WRAP ​center 12%>​**亮度等级为00,环境光暗** </​WRAP>​+<​WRAP ​centeralign>​**亮度等级为00,环境光暗** </​WRAP>​
 {{ ::​sensor环境光亮.jpg?​500 |}} {{ ::​sensor环境光亮.jpg?​500 |}}
-<​WRAP ​center 12%>​**亮度等级为63,环境光亮** </​WRAP>​ +<​WRAP ​centeralign>​**亮度等级为63,环境光亮** </​WRAP>​ 
-==== 红外传感器模块 ​====+ 
 +####红外传感器模块 
 红外对管的驱动比较简单,调试结果为可通过距离控制将红外对管作为开关使用。 红外对管的驱动比较简单,调试结果为可通过距离控制将红外对管作为开关使用。
 姿态传感器:​可与MPU6050建立通讯并读取其发送回的数据。 姿态传感器:​可与MPU6050建立通讯并读取其发送回的数据。
  
-===== FPGA逻辑实现 ​=====+### FPGA逻辑实现
  
 模块1:bh1750fvi代码设计 模块1:bh1750fvi代码设计
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   * 第二步(process data):取二进制数据前5位数据判断正负号;并取后面的11位数据,进行二进制转十进制bcd码的转换。   * 第二步(process data):取二进制数据前5位数据判断正负号;并取后面的11位数据,进行二进制转十进制bcd码的转换。
   * 第三步(display data):将处理后的数据以两种形式显示出来。分别将当前的温度显示到小脚丫核心板卡上两位数码管上和LED点阵上。   * 第三步(display data):将处理后的数据以两种形式显示出来。分别将当前的温度显示到小脚丫核心板卡上两位数码管上和LED点阵上。
-===== 测试报告及说明 ===== 
  
-===== 相关文档 ​=====+###​测试报告及说明 
 + 
 +### 相关文档
 STEP Sensor Card原理图:{{::​step_sensor_card.rar|}}\\ STEP Sensor Card原理图:{{::​step_sensor_card.rar|}}\\
 STEP Sensor PCB:​{{::​step_sensor_card_v1.1.rar|}}\\ STEP Sensor PCB:​{{::​step_sensor_card_v1.1.rar|}}\\