圖3.8所示，此模塊可將4-20ma的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為0-3.3V的電壓信號(hào)。這個(gè)模塊的左邊上面的接線端是電流輸入端，左下是電流輸出端，右邊上面的接線端供電電源正（VCC），下面接的是供電電源負(fù)（GND），中間的是電壓輸出端。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s18電流轉(zhuǎn)電壓模塊PCB制版設(shè)計(jì)AltiumDesigner軟件介紹AltiumDesigner（簡(jiǎn)稱AD）是設(shè)計(jì)原理圖和PCB的專業(yè)軟件。它功能強(qiáng)大，使用方便。他的前任PROTEL是眾所周知的。PROTEL是我在學(xué)校學(xué)習(xí)的東西，但我除了完成作業(yè)外沒(méi)有使用任何軟件。軟件啟動(dòng)圖標(biāo)如REF_Ref70886248\h圖3.9所示：圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s19AD軟件啟動(dòng)畫(huà)面PCB實(shí)物制作流程a）新建程序包庫(kù)；b）在包庫(kù)中新建組件包；c）新組件庫(kù)；d）在組件庫(kù)中創(chuàng)建新組件；e）新的工程師團(tuán)隊(duì)；f）在工程組創(chuàng)建一個(gè)新的PCB項(xiàng)目；g）向PCB項(xiàng)目添加原理圖文件；h）向原理圖文件中添加元件和導(dǎo)線；i）將PCB文件添加到PCB項(xiàng)目和板框中；j）導(dǎo)入電路板；k）制定設(shè)計(jì)規(guī)則；l）PCB文件中的PCB布局、布線、銅傳輸?shù)萈CB安裝；m）PCB設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行DRC（設(shè)計(jì)控制測(cè)試）；n）DRC沒(méi)有錯(cuò)誤，輸出文件一般是Gerber文件，當(dāng)然直接到PCB源文件也可以（沒(méi)有保密性）。o）在PCB加工過(guò)程中，您可以出口BOM表和購(gòu)買(mǎi)組件p）返回印刷電路板和元件后，可自行焊接或送SMT焊接廠。PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)PCB（印制電路板）作為整個(gè)電路的支撐，是整個(gè)電路系統(tǒng)抗干擾能力的強(qiáng)弱的決定性因素。為了減小因PCB設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的信號(hào)干擾問(wèn)題，避免其影響所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高電路系統(tǒng)的性能，繪制PCB時(shí)默認(rèn)需要遵循以下一般性原則[16]。（1）PCB元件布局時(shí)，應(yīng)以芯片為中心，向外進(jìn)行其他元器件的布局；當(dāng)芯片需要接通電源時(shí)，對(duì)應(yīng)的去耦電容不能距離芯片的電源引腳過(guò)遠(yuǎn)，應(yīng)就近布置以減小干擾。易受干擾的元件距離盡可能遠(yuǎn)，輸入輸出端之間不宜過(guò)近。（2）PCB布線時(shí)，最基本要求為電源線要求足夠粗，且不宜過(guò)長(zhǎng)。電源線和地線距離盡量拉近，減少環(huán)路面積。布線時(shí)折線不能采用直角，更不能出現(xiàn)銳角。模擬地和數(shù)字地需要分開(kāi)，可用零歐電阻連接。晶振不得距離使用晶振的元器件過(guò)遠(yuǎn)，以免產(chǎn)生干擾。根據(jù)以上要求，畫(huà)出電路PCB板如下REF_Ref70886271\h圖3.10。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s110PCB電路圖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)基本原則在軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程中誕生了眾多的軟件設(shè)計(jì)模式和基本原則。遵循這些原則可以較好的保證代碼的健壯性和后期代碼維護(hù)的難度。常用的軟件設(shè)計(jì)原則有：1.自頂向下設(shè)計(jì)2.模塊化設(shè)計(jì)3.向后兼容的設(shè)計(jì)思想。自頂向下設(shè)計(jì)能夠?qū)⒁粋€(gè)大問(wèn)題分解為若干小問(wèn)題，在整體理解和把握的基礎(chǔ)上進(jìn)行逐層分解，這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了從整體到部分的過(guò)度，可以較好的避免各個(gè)部分單獨(dú)開(kāi)發(fā)后導(dǎo)致的綜合調(diào)試不兼容的問(wèn)題。模塊化設(shè)計(jì)可以將系統(tǒng)代碼進(jìn)行模塊劃分，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)類型或者功能進(jìn)行劃分，將軟件以接口的形式暴露出來(lái)，實(shí)現(xiàn)封裝，減少代碼冗余。模塊化開(kāi)發(fā)可以較好的實(shí)現(xiàn)多人協(xié)作開(kāi)發(fā)。向后兼容思想是為軟件的后續(xù)開(kāi)發(fā)維護(hù)留下接口，便于進(jìn)行功能拓展，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)代碼升級(jí)和功能增添有重要的價(jià)值[17]。軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言與開(kāi)發(fā)平臺(tái)目前主流的編程語(yǔ)言主要可以分為面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^(guò)程的編程語(yǔ)言。其中C語(yǔ)言作為最早問(wèn)世的面向過(guò)程的高級(jí)編程語(yǔ)言在嵌入式系統(tǒng)中有不可替代的地位，常年占據(jù)主流編程排行榜的前三位。C語(yǔ)言由貝爾實(shí)驗(yàn)室的D.M.Ritchie以B語(yǔ)言為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)而來(lái)。C語(yǔ)言具有強(qiáng)大的指針工具，可以在硬件編程中直接操作硬件，同時(shí)C語(yǔ)言代碼非常的簡(jiǎn)潔，可以直接編譯成二進(jìn)制代碼執(zhí)行，非常適合在資源較為匱乏的硬件設(shè)備上執(zhí)行。C語(yǔ)言在操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，嵌入式設(shè)備驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域具有不可撼動(dòng)的地位，在單片機(jī)開(kāi)發(fā)中，C語(yǔ)言更是高效開(kāi)發(fā)的不二人選，匯編語(yǔ)言逐漸被淘汰。因此本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言來(lái)作為開(kāi)發(fā)工具。在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中選擇合適的編譯器非常重要，編譯器是實(shí)現(xiàn)交叉編譯的基礎(chǔ)。目前單片機(jī)的開(kāi)發(fā)工具有很多，每個(gè)公司都有配套的開(kāi)發(fā)工具。德州儀器公司的MSP430系列的芯片一般采用IAR進(jìn)行開(kāi)發(fā)，8051單片機(jī)一般采用KeiluVision編譯器進(jìn)行開(kāi)發(fā)。該軟件具有非常強(qiáng)大的功能，內(nèi)置了C51模塊，同時(shí)隨著ARM公司收購(gòu)了KeiluVision軟件之后，更是增加了大量的STM32的開(kāi)發(fā)功能，優(yōu)化了代碼提示和包管理，版本管理系統(tǒng)[18]。由于KeiluVision進(jìn)入中國(guó)較早，有著非常完善的開(kāi)發(fā)社區(qū)，資料豐富，所以本系統(tǒng)選用KeiluVision進(jìn)行開(kāi)發(fā)。KeiluVision軟件啟動(dòng)界面如REF_Ref70886306\h圖4.1所示。圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s11Keil5集成開(kāi)發(fā)壞境啟動(dòng)頁(yè)面軟件設(shè)計(jì)流程圖系統(tǒng)在進(jìn)行上電操作之后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行初始化，檢查管腳和外設(shè)電路是否正常，一切就緒之后。默認(rèn)進(jìn)入讀取水壓模式，當(dāng)水壓過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在液晶顯示屏上提醒用戶，而當(dāng)水壓正常之后系統(tǒng)會(huì)在顯示屏上顯示正常。其檢測(cè)流程圖如REF_Ref70886331\h圖4.2所示。圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s12主程序流程圖軟件抗干擾措施為了實(shí)現(xiàn)更大的控制穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的易維護(hù)性和可擴(kuò)展性，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)軟件級(jí)干擾系統(tǒng)。為了抵抗軟件和單片機(jī)本身的不穩(wěn)定因素，提高可靠性，目前嵌入式開(kāi)發(fā)中主流的軟件抗干擾措施主要有以下兩種可能：采用軟件攔截技術(shù)如果系統(tǒng)受到干擾，程序的內(nèi)部指針很容易指向錯(cuò)誤的地址，導(dǎo)致程序進(jìn)入不可控區(qū)域，導(dǎo)致意外的運(yùn)行結(jié)果，最終導(dǎo)致死循環(huán)錯(cuò)誤，首先受到影響的是內(nèi)部程序計(jì)數(shù)器，因此有必要，在軟件密鑰代碼前插入三個(gè)或四個(gè)字節(jié)的空指令，給CPU一個(gè)時(shí)間周期進(jìn)行自校正。此外，錯(cuò)誤的程序指針會(huì)導(dǎo)致程序在未使用的中斷區(qū)運(yùn)行，并影響軟件的正常運(yùn)行。在所有未使用的中斷響應(yīng)函數(shù)的輸入端設(shè)置軟件浪費(fèi)，并添加返回聲明，將偏離的程序拖回到主程序流中，這兩種方法的結(jié)合可以從代碼層面上達(dá)到令人滿意的抗干擾效果。設(shè)置看門(mén)狗模塊ST意大利半導(dǎo)體公司的Stm32f103v8芯片包含許多片上資源，包括看門(mén)狗（iwdg）模塊。它的主要功能是定期從硬件上重啟CPU，在軟件開(kāi)發(fā)中，我們只需設(shè)置看門(mén)狗的倒計(jì)時(shí)定時(shí)器，并在每次倒計(jì)時(shí)歸零前重置定時(shí)器，這樣就可以實(shí)現(xiàn)了，如果主程序崩潰或運(yùn)行，并且看門(mén)狗定時(shí)器無(wú)法重置，看門(mén)狗模塊可以從硬件重置CPU，并將程序拖回正常工作進(jìn)程。。系統(tǒng)調(diào)試與分析總體效果展示在基于單片機(jī)的擴(kuò)散硅壓力計(jì)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中，使用意法半導(dǎo)體公司推出的STM32F103RCT6單片機(jī)作為核心控制器，系統(tǒng)搭載了康德立品牌的擴(kuò)散硅壓力計(jì)進(jìn)行水壓監(jiān)測(cè)。當(dāng)水壓超過(guò)閾值時(shí)，在OLED屏幕上顯示水壓過(guò)高的提示。其整體效果圖如REF_Ref70886407\h圖5.1所示。圖STYLEREF1\s5.SEQ圖\*ARABIC\s11實(shí)物調(diào)試整體效果圖調(diào)試總結(jié)在硬件調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了以下2個(gè)主要的問(wèn)題：1硬件設(shè)計(jì)的核心是單個(gè)空間計(jì)算機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)建。作為一個(gè)綜合性的模塊，這部分應(yīng)該具有良好的可擴(kuò)展性和模塊性。因此，本系統(tǒng)選擇了單位置計(jì)算機(jī)的引腳進(jìn)行引導(dǎo)，使其在使用杜邦電纜進(jìn)行插接連接時(shí)工作得更好，但由于焊接不當(dāng)，出現(xiàn)了多個(gè)與端口P0相對(duì)應(yīng)的引腳，整個(gè)端口P0不能正常工作。用電壓表測(cè)試后，終于發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題。2.在程序的第一版設(shè)計(jì)中，由于缺乏模塊化編程的思維，將所有的代碼都寫(xiě)在一個(gè)文件中，這使得整個(gè)文件很長(zhǎng)，代碼臃腫，同時(shí)也缺乏相關(guān)的注釋。這種代碼具有很大的問(wèn)題，雖然可以實(shí)現(xiàn)功能，但是缺乏可維護(hù)性。在后續(xù)設(shè)計(jì)中加入了模塊化編程思想，把每個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)程序放到一個(gè)單獨(dú)的文件夾中，那么在主函數(shù)調(diào)用的時(shí)候，只要是包含了對(duì)應(yīng)的函數(shù)頭文件即可。這樣去掉了主函數(shù)，大大降低了整個(gè)系統(tǒng)代碼的耦合性，同時(shí)規(guī)范了變量和函數(shù)的定義，做到了看名字、知意義，經(jīng)過(guò)模塊化編程，代碼變得更加健壯，這對(duì)以后的維護(hù)和功能擴(kuò)展非常有幫助。結(jié)論與展望在基于STM32單片機(jī)的基于單片機(jī)的擴(kuò)散硅壓力計(jì)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中，使用意法半導(dǎo)體公司推出的STM32F103RCT6單片機(jī)作為核心控制器，系統(tǒng)搭載了擴(kuò)散硅壓力變送計(jì)模塊進(jìn)行水壓檢測(cè)。這款壓力變送計(jì)模塊是一款高性能的模塊，廣泛應(yīng)用于各種需要水壓、氣壓以及油壓監(jiān)測(cè)的領(lǐng)域?？梢酝ㄟ^(guò)該模塊進(jìn)行對(duì)水壓的檢測(cè)。在用戶檢測(cè)時(shí)，通過(guò)OLED進(jìn)行水壓的顯示。整個(gè)系統(tǒng)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，硬件設(shè)計(jì)首先要選擇方案和總體設(shè)計(jì)。一旦確定了總體概念，就要對(duì)具體的模塊進(jìn)行逐步的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們要看說(shuō)明書(shū)，按照說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的典型控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)是在最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，OLED顯示和漫反射硅電路，在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，最重要的是根據(jù)說(shuō)明書(shū)讀取時(shí)序圖并編寫(xiě)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，同時(shí)，考慮到模塊化設(shè)計(jì)，我們必須共享軟件部分的功能。每個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)完成后，我們只需在主程序中加載相應(yīng)的頭文件即可使用這些驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)，這種設(shè)計(jì)提高了每個(gè)文件的內(nèi)聚性，降低了彼此直接的耦合性。這種設(shè)計(jì)思路在二次開(kāi)發(fā)和功能拓展的時(shí)候變得十分有用。通過(guò)調(diào)試，整個(gè)系統(tǒng)的功能得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)和改進(jìn)。硬件部分，同時(shí)硬件電路的焊接是一個(gè)基本功。在焊接過(guò)程中，一定要避免虛焊和斷焊的情況，否則可能會(huì)造成非常嚴(yán)重的問(wèn)題。本系統(tǒng)就出現(xiàn)了一次虛焊的情況，在調(diào)試中進(jìn)行了重新焊接。本系統(tǒng)在硬件電路的焊接中使用錫接過(guò)線和飛線相互結(jié)合使用，最終實(shí)現(xiàn)了硬件電路的設(shè)計(jì)。硬件電路的設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)最重要的組成部分之一。而且可以根據(jù)不同的場(chǎng)合進(jìn)行特殊功能的開(kāi)發(fā)，為后續(xù)的產(chǎn)品升級(jí)事先做好準(zhǔn)備。因此模塊化編程是嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中非常重要的設(shè)計(jì)原則。使用模塊化編程，使得程序的健壯性有很大的提高。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，本課題完成了目標(biāo)任務(wù)，但是本課題仍有一些需要進(jìn)一步提高的地方。需要改進(jìn)的地方如下所示。（1）本系統(tǒng)使用的單片機(jī)作為整體監(jiān)測(cè)，沒(méi)有建立與上位機(jī)直接的連接，因此在后續(xù)的設(shè)計(jì)中，考慮加入藍(lán)牙通信模塊，設(shè)計(jì)APP與下位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信，這種控制方式更加靈活高效。（2）本系統(tǒng)目前oled展示效果較小，在后續(xù)的設(shè)計(jì)中可以考慮進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，可以考慮使用更加復(fù)雜的豐富的顯示設(shè)備進(jìn)行綜合顯示。 參考文獻(xiàn)[1]李占東,周建國(guó),孟慶馥.擴(kuò)散硅壓力傳感器現(xiàn)場(chǎng)使用存在問(wèn)題和解決對(duì)策[J].儀器儀表用戶,2020,27(07):18-20+81.[2]尹家樂(lè).基于MEMS擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器智能檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D].東華大學(xué),2020.[3]趙松玲,韓昕彤,桑藝珂.基于擴(kuò)散硅壓阻壓力傳感器的壓差測(cè)量[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(04):244-245.[4]劉帥,杜曉輝,朱敏杰,劉丹,任福琴.擴(kuò)散硅壓力傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性提升試驗(yàn)方法研究[J].傳感技術(shù)學(xué)報(bào),2020,33(01):57-62.[5]崔萌潔,盧文科,左鋒.基于PSO-BP模型的擴(kuò)散硅壓力傳感器溫度補(bǔ)償[J].中國(guó)測(cè)試,2019,45(11):95-100+125.[6]張松飛,B型擴(kuò)散硅壓力變送器.浙江省,浙江三花制冷集團(tuán)有限公司,2018-12-26.[7]崔萌潔.擴(kuò)散硅壓力傳感器系統(tǒng)的研究[D].東華大學(xué),2019.[8]周玉明.基于采集信號(hào)多分類的擴(kuò)散硅壓力傳感器故障診斷方法[D].重慶大學(xué),2018.[9]曹慶偉.擴(kuò)散硅壓力傳感器靈敏度溫度歸一化補(bǔ)償算法[J].儀器儀表用戶,2017,24(05):1-4.[10]孟丹丹,陳兵,秦文.擴(kuò)散硅壓力變送器的溫度補(bǔ)償方法[J].儀器儀表用戶,2016,23(04):5-7+34.[11]徐磊,時(shí)維鐸,邢玉秀,徐振,李陽(yáng).基于DZ-H擴(kuò)散硅液位變送器的水位測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng),2014,33(06):104-106+110.[12]李媛.擴(kuò)散硅壓力變送器溫度漂移補(bǔ)償模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].內(nèi)蒙古大學(xué),2014.[13]魏凱斌.一種擴(kuò)散硅壓力傳感器溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2013,35(09):117-119.[14]黃賡才.汽車用擴(kuò)散硅壓力傳感器的設(shè)計(jì)[J].教師,2012(20):124-125.[15]朱龍俊.擴(kuò)散硅壓力傳感器的高精度誤差補(bǔ)