STM32F407与fdc2214在纸张测量中的应用研究

资源摘要信息: "本资源主要涉及到STM32F407微控制器在2019年全国大学生电子设计大赛中的纸张测量实验。实验中采用了fdc2214电容传感器以及两块铜板构成的电容测量装置，通过测量电容的变化来间接测量纸张厚度。实验内容不仅包括硬件设计，也涉及到了软件算法，如使用加权方法来更精确地区分纸张的电容区间，以及采用递推平均值算法进行数据滤波。此外，实验还涉及到了显示技术（LCD显示）和通信技术（I2C通讯）。" 知识点详细说明： 1. STM32F407微控制器：STM32F407是ST公司生产的一款性能强大的ARM Cortex-M4微控制器，具有高频率和丰富外设，适用于各种嵌入式系统设计，包括工业控制、医疗设备、通信等领域。在该实验中，STM32F407担当主控芯片，负责处理fdc2214传感器采集的数据，并通过LCD显示测量结果。 2. fdc2214电容传感器：fdc2214是一款专用于电容感测的芯片，具备高分辨率和良好的测量性能，非常适合于纸张厚度的非接触式测量。传感器通过与铜板组合，形成一个简单的电容感应装置，当纸张插入铜板之间时，其介电常数变化导致电容值改变，从而测量纸张的厚度。 3. 电容测量原理：电容传感器的基本工作原理是测量两个导体间介质变化引起电容量的变化。本实验中，纸张作为介质插入铜板之间，改变了原有电场分布，导致电容值变化，通过测量这一变化可以推算出纸张的厚度。 4. 加权方法：在信号处理中，加权方法常用于提高测量结果的精确度。实验中，通过分配不同权重给不同的电容读数，以更准确地区分不同纸张厚度对应的电容区间，从而提高整体测量的准确性。 5. LCD显示：液晶显示（LCD）是一种常用的显示技术，能够直观地显示测量数据。在本实验中，LCD用于向用户展示测量出的纸张数量或厚度信息。 6. I2C通讯：I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通讯协议，允许在同一总线上多主机多从机工作。在纸张测量实验中，I2C用于STM32F407与fdc2214等设备之间的数据通讯。 7. 递推平均值算法：递推平均值算法是滤波算法中的一种，能够有效去除或减少数据噪声，获得更平滑的数据曲线。在纸张测量实验中，使用该算法可以滤除因环境干扰等造成的电容读数波动，确保测量结果的准确性。 8. 安供电：在电子电路中，“安”通常是指“安培”，为电流单位。在本资源描述中，可能是指fdc2214传感器的供电需要特别注意，建议独立供电以保证性能。正确的供电方式能保障传感器稳定工作，提高测量数据的准确性。 9. 纸张数量的测量范围：描述中提到，通过简单采用一个fdc2214来测量，可以达到55张纸的厚度测量范围。这表明所设计的系统能够满足特定应用场景下的需求，即测量一定数量范围内的纸张厚度变化。 以上知识点涵盖了从硬件选择、电容测量原理、信号处理方法到显示与通讯技术等多方面内容，涉及了电子设计与数据处理的多个关键环节，是深入理解纸张测量实验所必需的背景知识。