2. 从业资格
  3. 某智能农业基地需要实时监控各个蔬菜大棚的温湿度，李工开发了一款温湿度监测仪，硬件

某智能农业基地需要实时监控各个蔬菜大棚的温湿度，李工开发了一款温湿度监测仪，硬件

资格题库2022-08-02  59
问题 某智能农业基地需要实时监控各个蔬菜大棚的温湿度，李工开发了一款温湿度监测仪，硬件系统设计部分如图2-1所示。李工采用STM32作为主控处理器，利用TS-FTM01传感器进行温度和湿度采集，采用GSM/GPRS/GPS三合一模块来实现温湿度采集数据的上报。TF-FTM01传感器和主处理器之间采用RS485总线进行通信。在系统设计中，使用STM32处理器实现对多个TF-FTM01传感器的数据读取。GSM/GPRS/GPS三合一模块可以实现自我定位，并把采集到的温湿度数据进行上报，该模块和STM32处理器之间采用RS232进行数据通信。TS-FTM01传感器使用RS485通信机制，每个传感器的RS485通信地址可以通过如图2-2所示的拨码开关进行配置。拨码开关一共有6位，实现对TS-FTM01传感器地址的编码。STM32处理器具有通用同步异步收发器（USART)，USART利用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。STM32处理器的波特比率寄存器USART桞RR的定义如图2-3和表2-1所示。问题：1  RS232和RS485都属于串行通信总线，以下关于串行通信、RS232、RS485的叙述中，正确的是（1）、（2）、（3）、（4）。请将答案填写在对应栏中。A.RS232支持全双工通信，只允许一对一通信B.RS232采用差分传输方式进行数据信号的传输C.RS232传输距离远，传输距离最远可达上千米D.RS485—般采用两线制进行半双工通信，允许一对多通信E.RS485采用差分传输方式，抗干扰能力强，传输距离远F.在进行嵌入式开发时，常采用RS485作为调试串口使用G.RS232典型的连接器包括DB9和DB25,仅使用三线也可进行基本逍信问题：2  STM32处理器具有通用同步异步收发器（USART），USART利用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。波特率的计算公式为：其中，fck为给外设的时钟，USARTDIV是一个无符号数，其值设置在USART_BRR寄存器中。假设给外设提供的时钟频率fck=72MHz,GSM/GPRS/GPS三合一模块所需的波特率为115200,则USARTDIV的值应为（1）,USART_BRR寄存器的十木进制值应为(2)。请完成其中的填空，将答案填写在对应栏中。问题：3  RS485总线使用特制的RS485芯片，最大支持节点数可达128个以上。该系统的RS485总线上最多可以支持（1）个TS-FTM01传感器？请完成其中的填空。问题：4  基于图2-1所示的硬件设计，需要实现某地点的温湿度数据的定时上报功能。该功能要求以T为周期读取RS485总线上16个TS-FTM01传感器（地址编码为0?15）的温湿度数据，通过GPS获取当前的位置信息，然后通过GSM网络把温湿度数据和定位信息发送到固定的手机号码上。需要特别指出的是，在图2-1所示的硬件设计中未使用专用的RS485芯片，STM32端的RS485总线是通过GPIO45和GPIO46两根G310口线模拟出的，即通过两根GPIO口线的高低电平变化来模拟RS485数据传输协议”基于上述硬件和软件设计，请从以下选项中选择正确的操作，把图2-4所示的软件流程补充完整，将流程图2-4中的（1）-（3）的答案填写在对应栏。A.设置GPIO45为输入模式，设置GPIO46为输出模式B.设置GPIO45和GPIO46为输入模式C.设置GPIO45为输出模式，设置GPIO46为输入模式D.设置GPIO45和GPIO46为输出模式E.addr>16F.addr>=16本方案利用低速串行总线遍历读取16个传感器的温湿度数据及GPS的定位信息，并通过GSM实现数据上报。该执行过程需要消耗一定的时间，导致现有的算法流程并不能精确实现以T为周期进行温湿度数据的采集和上报。为了修正该问题，需要把图2-4所示流程中的步骤（4）调整到步骤（5）后执行。请完成其中的填空，将答案填写在对应栏中。
选项
答案
解析 问题1：（1）-（4）：AD E G问题2:（1）39.0625 （2）0x271问题3：（1）64问题4：（1）D（2）B（3）F（4）(m)(5)(c)问题1：RS232和RS485特点RS232支持全双工通信，但只支持一对一的单站通信，典型的连接器包括DB9和DB25，仅使用三线也可以进行基本通信。RS485支持一点对多点的双向通信，有二线与四线两种方式，采用二线制可实现真正的一对多半双工通信，采用差分传输方式，抗干扰能力强。问题2：根据波特率公式已知外设提供的时钟频率fck=72MHZ，GSM/GPRS/GPS三合一模块所需的波特率为115200，代入公式可得115200=72MHZ/16*USARTDIV，可得USARTDIV=39.0625，注意MHZ单位换算。根据图2-3和表2-1对寄存器USART_BRR的功能描述，寄存器的4-15位对应USARTDIV的整数部分，0-3位对应USARTDIV的小数部分，由上面求出的值，可知本题中，USARTDIV整数部分为39，对应USART_BRR的4-15位十六进制就是0x27；USARTDIV的小数部分为0.0625，则寄存器USART_BRR的0-3位十六进制为0x1，组合可知为0x271.问题3：根据图2-2所示，TS-FTM01传感器地址采用6位拨码开关进行编码，意味着该传感器的地址编码范围为0-63（最大2^6=64个）。在RS485通信机制中采用地址编码来区分不同的RS485设备。因此，该系统中可以支持的TS-FTM01传感器数目为64.问题4：RS485采用二线制进行半双工通信，本题要求用两根GPIO口线来模拟二线制的RS485总线，通过两根GPIO口线上的信号的高低来模拟RS485的差分信号，本题并未考察RS485时序，只对半双工通信概念进行考察。因此，在利用模拟的RS485总线进行数据发送时，总线处于写状态，要把这两根GPIO口线配置成输出模式；当处理器通过RS485总线实现了数据发送后，要立即把RS485总线的状态从写状态切换到读状态，以便接收传感器的应答信息，实现半双工通信，因此此时应该把这两根GPIO口线配置为输入模式。根据题目要求，要实现16个TS-FTM01传感器（地址编码为0-15）的温湿度数据读取，采用循环方式依次读取，根据软件流程图，addr地址从0开始处理，因此循环结束条件应为addr>=16.需要周期性的进行温湿度数据的采集和上报，周期T由硬件定时器来实现，为了实现精确定时，需要在一次定时时刻到后立即触发下一个周期的定时开始，但图2-4所示的软件流程是一次定时时刻到后，先进行16个传感器的读取，然后再触发下一个周期的定时开始，导致实际的采集间隔为预设的周期T加上读取16个传感器温湿度数据所需的时间。为了修正这个问题，需要在定时时间到后立即触发下一个定时周期，然后再进行温湿度数据的读取和上报。因此要把步骤m中的重置定时器操作提到步骤c定时超时后立即执行。
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