发布时间 : 星期日 文章气压高度表更新完毕开始阅读
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??PS?0.19026? H?44330.8?1???? 2-6
????101325?? 当11000≤H≤20000m时
H?11000?6341.61ln(22632.0/Ps) 2-7 二、高度误差修正
标准气压高度公式是在假设空气为理想标准大气下推出的，如果高度表所 在地点的实际大气状况不符合标准大气时，高度表所测的高度值就不能正确反 应所在地点的绝对高度，相对高度或真实高度，存在原理性误差。原理性误差 主要由海平面大气压力变化、气温变化、温度剃度变化造成，在变化不大的情 况下，它们产生的原理性误差可由标准压高公式的增量方程求得。增量方程可 表示为式（2-8） 。 ?H??H?H?H?P0??T0??? 2-8 ?P0?T??' 式中：?H?H?H'（仪表值减真实值），?P0?P0?P0（计算值减真实值）， ?T0?T0?T0（计算值减真实值），??????0（计算值减真实值）。
下面仅在 0～11000 米高度范围内，给出误差修正公式（ β = 0.0065 ） 1、修正由海平面大气压力改变引起的高度误差?HP0，按公式（2-9）修正： ?HP0??HR?T0??H??P0 2-9 ?P0??P0gnP0'''' 式中：?P0?P0?P0，P0为海平面标准大气压（101325Pa），P0为真实海平面大气压，H为仪表指示高度。
2、修正由海平面大气温度改变引起的高度误差?HT0，按公式（2-10）修正： ?HT0??T?H?T0?H0 2-10 ?T0T0'' 式中：?T0?T0?T0，T0为海平面标准温度（288.15K），T0为海平面实际温度。但是有时海平面的实际温度无法知道，由于TH?T0??H，因此可以用式近似计算实际的绝对高度H‘ ：
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H'?H?TH??H 2-11 T0 式中：H 和TH分别为气压高度表的指示数和大气环境温度。这两个值可以较为容易地获到，从而方便地进行误差修正。
3、温度剃度β 变化引起的误差原则上可以分析，但实际上即使粗略地了解β的真实变化也是很困难，其定量计算几乎是不可能的。
因此，通过分析得出，本设计中的气压高度表所要修正的原理性误差为大气压力变化产生的高度误差?HP0和大气温度变化产生的高度误差?HT0之和，而忽略由于β变化引起的高度误差。
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3 系统硬件方案设计
本款气压高度表是面向无人飞机或其他航天设备设计的，由于高空的温度较低，机械振动、冲击加大，工作环境十分恶劣，因此在选择器件时还需要考虑到工作环境的影响，根据使用现场的条件选择可靠性高的器件。对系统的抗干扰性，稳定性等指标有较高要求，另外，低功耗也是系统设计的一个重要指标。
3.1 单片机的选择
通过以上的应用分析，我们最终选择了抗干扰能力，功耗情况，芯片速度和芯片外设等方面均符合本系统设计要求的STM32单片机。 3.1.1 STM32结构概述
STM32系列是基于CortexM3核的微控制器，它在CortexM3内核的基础上扩展了高性能的外围设备。
CortexM3是ARM公司最新推出的基于ARMv7体系架构的处理器核，具有高性能、低成本、低功耗的特点，专门为嵌入式应用领域设计。
ARMv7 架构采用了Thumb2技术，它是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的，并且保持了对现存ARM解决方案完整的代码兼容性\\[3\\]。 Thumb2技术比纯ARM代码少使用31%的内存，减小了系统开销，同时能够提供比Thumb技术高出38%的性能。
在中断处理方面，CortexM3集成了嵌套向量中断控制器NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)。NVIC是CortexM3处理器的一个紧耦合部分，可以配置1~240个带有256个优先级、8级抢占优先权的物理中断，为处理器提供出色的异常处理能力。同时，抢占（Pre迟到技术（Late
emption）、尾链（Tail
chaining）、
arriving）的使用，大大缩短了异常事件的响应时间。CortexM3
异常处理过程中由硬件自动保存和恢复处理器状态，进一步缩短了中断响应时间，降低了软件设计的复杂性。CortexM3体系架构提出了新的单线调试技术，CortexM3处理器的跟踪调试是通过调试访问端口(Debug Access Port，DAP)来实现的。DAP端口可以作为串行线调试端口（SWDP）或串行JTAG调试端口（SWJDP，允许JTAG或SW协议）使用。其中SWDP只需要时钟和数据2个引脚，实现低成本跟踪调试，避免使用多引脚进行JTAG调试，并全面支持RealView编译器和 RealView调试产品。此外CortexM3还具备高度集成化的特
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点，大大减小了芯片面积，内部集成了许多紧耦合系统外设，合理利用了芯片空间，使系统满足下一代产品的控制需求。
STM32系列是基于CortexM3核的微控制器，它在CortexM3内核的基础上扩展了高性能的外围设备。
本系统采用的STM32F103RBT6芯片具有72MHz的最高主频，零等待的内存读取，单周期的乘除法计算，128KB的存储器空间，20KB的RAM空间，具有停止模式、睡眠模式和待机模式可提供高性能的低功耗模式，两个12位精度AD转换器，7通道DMA控制器，支持外设ADC,SPC,USART等，3路16位定时器，每个定时器包含4路输入捕获输出比较单元，一路高级16位定时器，可产生6路PWM信号，包含IIC,USART，SPI，CAN,USB等总共9个通信接口。
图3-1 STM32F10X系列系统结构图
3.1.2 STM32单片机特点
STM32 的特点很多，本系统选择 STM32 主要考虑其以下几个方面 的特点：
1、集成度高，供电电压低
STM32是完全集成的混合信号系统级芯片，片内集成了 ADC、温 度传感器、SPI、定时器等模拟和数字外设，这些功能部件的高度集成为系统减
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