基于stm32单片机的深海装备着陆控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于深海装备的自动化控制领域，具体涉及一种基于STM32单片机的深海装备着陆控制电路。具体的基于STM32单片机对其内部集成串行总线I2C、通用定时器TIM2.TIM3以及4个通用收发器(USART/UART)接口进行智能控制实现深海装备着陆控制的电路。
【背景技术】
[0002]海洋资源的勘探与开发能力水平，是衡量国家海洋技术水平的重要标志。深海装备开发技术是海洋技术领域的重要分支，是我国在“海洋强国”战略中的一个重要发展方向，其在国防安全、海洋科学调查、海洋资源勘探、水下工程、渔业等多个领域有着广泛的应用。
[0003]深海装备一般应根据特有的应用需求和作业任务进行设计。其需要根据海上实际需求，针对某些需要在海底复杂地形下平稳着陆，保持水平姿态进行作业。然而，在近年来的国家大洋科学考察中发现，由于海底地形的复杂多样，对于海洋装备来说，沉底着陆是一项比较困难的工作。无论是需要精确平衡的海底取样钻机，还是需要沉底观测的ROV、AUV和H0V，在复杂的海底环境下，一个平稳的着陆将会是后续一系列钻探、观测等工作的保障。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于设计一种基于STM32单片机的深海装备着陆控制电路，通过对4路串口采集到的高度计数据和内部集成总线采集到的倾角数据进行处理，利用通用定时器输出PWM信号控制4个支腿的伸缩，从而实现深海装备在水下的平稳着陆。
[0005]本发明包括电源供电电路、供电选择开关电路、电平转换电路、倾角采集电路和主控电路。
[0006]电源供电电路为供电选择开关电路提供+12V的电源输入，为电平转换电路提供+5V的电源输入，为倾角采集电路和主控电路提供+3.3V的电源输入；主控电路通过I/O 口控制供电选择开关电路中4路+12V电源的输出，实现外部高度计的开关；外部高度计通过电平转换电路3将RS232电平转换为TTL电平与主控电路连接；主控电路通过内部集成总线与倾角采集电路进行通讯，获得倾角数据。
[0007]电源供电电路包括一级电源转换芯片Ul，二级电源转换芯片U2，接口 Pl，5个瓷片电容 C102、C103、C104、C105 和 C108，4 个电阻 R101、R102、R103、R104，3 个钽电容 C101、C106、C107 ;稳压管D1、发光二极管LED1、功率电感LI和开关Kl ;接口 Pl的I脚与开关Kl的一端相连，开关Kl的另一端与Ul的3脚连接；一级电源转换芯片Ul的3脚为输入端，同时与钽电容ClOl的正极相连；一级电源转换芯片Ul的输出管脚2脚与功率电感LI的一端连接，功率电感LI的另一端分别与电阻R101、电阻R103、瓷片电容C103、瓷片电容C104、瓷片电容C105的一端连接，电阻RlOl的另一端与一级电源转换芯片Ul的反馈管脚4脚连接，电阻R103的另一端与发光二极管LEDl的阳极连接；一级电源转换芯片Ul的开启信号管脚5脚与一级电源转换芯片Ul的输入管脚3脚连接，一级电源转换芯片Ul的通道启动管脚6脚与瓷片电容C102的一端连接，瓷片电容C102的另外一端与一级电源转换芯片Ul的输出管脚2脚连接；电阻R102的一端与一级电源转换芯片Ul的4脚连接；发光二极管LEDl的阴极与电阻R104的一端连接；稳压管Dl的阳极与发光二极管LEDl的阳极连接，稳压管Dl的阴极分别与钽电容C106的阳极和二级电源转换芯片U2的输入管脚3脚连接；二级电源转换芯片U2的输出管脚2脚分别与钽电容C107的阳极和瓷片电容C108的一端连接；接口Pl的2脚、一级电源转换芯片Ul的接地管脚I脚、二级电源转换芯片U2的接地管脚I脚、瓷片电容C103另一端、瓷片电容C104另一端、瓷片电容C105另一端、瓷片电容C108的另一端、电阻R102另一端、电阻R104的另一端、钽电容ClOl阴极、钽电容C106阴极、钽电容C107的阴极接地。
[0008]供电选择开关电路包括4个P沟道增强型M0SFETQ1、Q3、Q5和Q7，4个NPN三级管Q2、Q4、Q6 和 Q8，4 个瓷片电容 C201、C202、C203 和 C204，8 个电阻 R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208 ；
M0SFETQI的漏极与电源供电电路中的开关Kl的另一端连接，M0SFETQI的栅极与三极管Q2的集电极连接；电阻R201的一端与M0SFETQ1的源极连接，电阻R201的另一端与三极管Q2的集电极连接；三极管Q2的基极与瓷片电容C201的一端和电阻R202的一端连接；M0SFETQ3的漏极与电源供电电路中的开关Kl的另一端连接，M0SFETQ3的栅极与三极管Q4的集电极连接；电阻R203的一端与M0SFETQ3的源极连接，电阻R203的另一端与三极管Q4的集电极连接；三极管Q4的基极与瓷片电容C202的一端和电阻R204的一端连接；M0SFETQ5的漏极与电源供电电路中的开关Kl的另一端连接，M0SFETQ5的栅极与三极管Q6的集电极连接；电阻R205的一端与M0SFETQ5的源极连接，电阻R205的另一端与三极管Q6的集电极连接；三极管Q6的基极与瓷片电容C203的一端和电阻R206的一端连接；M0SFETQ7的漏极与电源供电电路中的开关Kl的另一端连接，M0SFETQ7的栅极与三极管Q8的集电极连接；电阻R207的一端与M0SFETQ7的源极连接，电阻R207的另一端与三极管Q8的集电极连接；三极管Q8的基极与瓷片电容C204的一端和电阻R208的一端连接；瓷片电容C201的另一端、C202的另一端、C203的另一端、C204的另一端和三极管Q2的发射极、Q4的发射极、Q6的发射极、Q8的发射极接地。
[0009]电平转换电路包括电平转换芯片U3、U4、U5，5个接口 COM1、COM2、COM3、COM4、C0M5和 12 个瓷片电容 C301、C302、C303、C304、C305、C306、C307、C308、C309、C310、C311、C312 ；电平转换芯片U3的接收管脚8脚与接口 COMl的3脚连接，电平转换芯片U3的输出管脚7脚与接口 COMl的2脚连接，电平转换芯片U3的接收管脚13脚与接口 COM2的3脚连接，电平转换芯片U3的输出管脚14脚与接口 COM2的2脚连接，电平转换芯片U3的6脚与瓷片电容C301的一端连接，电平转换芯片U3的内部供电管脚2脚与瓷片电容C302的一端连接，电平转换芯片U3的供电管脚16脚分别与瓷片电容C302的另一端、电源供电电路中发光二极管LEDl的阳极连接，电平转换芯片U3的外部电容阳极管脚I脚与瓷片电容C304的一端连接，电平转换芯片U3的3脚与瓷片电容C304的另一端连接，电平转换芯片U3的4脚与瓷片电容C303的一端连接，电平转换芯片U3的5脚与瓷片电容C303的另一端连接；
电平转换芯片U4的接收管脚8脚与接口 COM3的3脚连接，电平转换芯片U4的输出管脚7脚与接口 COM3的2脚连接，电平转换芯片U4的接收管脚13脚与接口 COM4的3脚连接，电平转换芯片U4的输出管脚14脚与接口 COM4的2脚连接，电平转换芯片U4的6脚与瓷片电容C305的一端连接，电平转换芯片U4的内部供电管脚2脚与瓷片电容C306的一端连接，电平转换芯片U4的供电管脚16脚分别与瓷片电容C306的另一端、电源供电电路中发光二极管LEDl的阳极连接，电平转换芯片U4的外部电容阳极管脚I脚与瓷片电容C308的一端连接，电平转换芯片U4的3脚与瓷片电容C308的另一端连接，电平转换芯片U4的4脚与瓷片电容C307的一端连接，电平转换芯片U4的5脚与瓷片电容C307的另一端连接；电平转换芯片U5的接收管脚8脚与接口 C0M5的3脚连接，电平转换芯片U5的输出管脚7脚与接口 C0M5的2脚连接，电平转换芯片U5的6脚与瓷片电容C309的一端连接，电平转换芯片U5的内部供电管脚2脚与瓷片电容C310的一端连接，电平转换芯片U5的供电管脚16脚分别与瓷片电容C310的另一端、电源供电电路中发光二极管LEDl的阳极连接，电平转换芯片U5的外部电容阳极管脚I脚与瓷片电容C312的一端连接，电平转换芯片U5的3脚与瓷片电容C312的另一端连接，电平转换芯片U5的4脚与瓷片电容C311的一端连接，电平转换芯片U5的5脚与瓷片电容C311的另一端连接；
接口 COMl的I脚与供电选择开关电路中的Ql的漏极连接，接口 COM2的I脚与供电选择开关电路中的Q3的漏极连接，接口 COM3的I脚与供电选择开关电路中的Q5的漏极连接，接口 COM4的I脚与供电选择开关电路中的Q7的漏极连接，接口 COMl的4脚、接口 COM