基于STM32的自动气象站控制模块设计

1、引　　言

随着居民生活水平的提高和气象意识的增强，近年来自动气象站得到了大力的发展。自动气象站需要可视化的人机界面，既能发布动态的气象数据，也能对气象站发送控制指令。因此，自动气象站拥有可视化的液晶显示控制模块是非常重要的。

为了节约硬件资源，采用STM32F103VET6单片机驱动7寸触摸屏作为显示控制模块的硬件平台。为实现多任务处理，移植经过裁剪和修改的UC／OS－II *** 作系统。同时移植可裁剪的界面设计软件接口UCGUI，实现可视化人机界面。构建软硬件可裁剪的自动气象站控制模块，即能满足自动气象站工作现场的任务需求，也减少了软硬件资源的浪费，充分发挥了嵌入式产品在工控现场的优势。

2、系统整体框图

采用STM32F103VET6作为主控制器芯片，利用TFT屏驱动程序和触摸驱动程序驱动7寸触摸屏，系统整体框图如图1所示。

针对该CPU移植UC／GUI和UC／OS－II是本文的关键。液晶驱动程序和触摸驱动程序配合UCGUI提供的接口函数，搭建可视化人机交互界面，移植适用于本系列CPU的UC／OS－II实现多任务处理。

图1  系统整体

3、驱动触摸屏硬件电路设计

基于价格和性能的综合考虑，选择STM32F103VET6作为主控制器芯片。STM32F103系列CPU采用CORTEX－M3内核，最高工作频率72MHｚ，拥有256～512KBFLASH程序存储器，并行LCD接口，兼容8080／6800模式。

LCD模块采用群创AT070TN90系列TFT屏。该液晶显示模块由LCD面板，SSD1963控制电路，电源与调压器电路，背光控制电路4部分组成。其中SSD1963控制电路包含了1块SSD1963控制芯片，负责与处理器进行通信，根据处理器传输过来的数据刷新内部显存，控制LCD面板刷新显示。

TFT显示屏与STM32F103的接口如图2所示。

图2  TFT显示屏与STM32F103的接口电路

TFT显示屏表面贴有一块XPT2046控制的四线制触摸屏，该触摸屏的Y＋，Y－，X＋，X－分别与XPT2046的4个引脚相连。当屏幕被按下时，XPT2046内部的125KHｚ转换速率的逐步逼近型12位A／D转换器执行2次A／D转换计算触摸位置，然后以SPI总线方式传送给CPU。