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基于STM32单片机的多路数据采集系统设计

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计

概述:

多路数据采集系统是一种用于采集和处理多种传感器信号的系统。基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可靠的特点,广泛应用于工业控制、环境监测和医疗设备等领域。本文将介绍基于STM32单片机的多路数据采集系统的设计方案及实现方法。

设计方案:

1.系统硬件设计:

系统硬件由STM32单片机、多路模拟输入通道、数模转换器(ADC)和相关模拟电路组成。其中,多路模拟输入通道可以通过模拟开关电路实现多通道选通;ADC负责将模拟信号转换为数字信号;STM32单片机负责控制和处理这些数字信号。

2.系统软件设计:

系统软件可以采用裸机编程或者使用基于STM32的开发平台来进行开发。其中,主要包括数据采集控制、数据转换、数据处理和数据存储等功能。具体实现方法如下:

-数据采集控制:配置STM32单片机的ADC模块,设置采集通道和相关参数,启动数据采集。

-数据转换:ADC将模拟信号转换为相应的数字量,并通过DMA等方式将数据传输到内存中。

-数据处理:根据实际需求对采集到的数据进行预处理,包括滤波、放大、校准等操作。

-数据存储:将处理后的数据存储到外部存储器(如SD卡)或者通过

通信接口(如UART、USB)发送到上位机进行进一步处理和分析。

实现方法:

1.硬件实现:

按照设计方案,选择适应的STM32单片机、模拟开关电路和ADC芯片,完成硬件电路的设计和布局。在设计时要注意信号的良好地线与电源隔离。

2.软件实现:

(1)搭建开发环境:选择适合的开发板和开发软件(如Keil MDK),配置开发环境。

(2)编写初始化程序:初始化STM32单片机的GPIO口、ADC和DMA

等模块,配置系统时钟和相关中断。

(3)编写数据采集程序:设置采集参数,例如采样频率、触发方式等。通过ADC的DMA功能,实现数据的连续采集。

(4)编写数据处理程序:根据实际需求,对采集到的数据进行预处理,例如滤波、放大、校准等操作。

(5)编写数据存储程序:将处理后的数据存储到外部存储器(如SD 卡)或通过通信接口(如UART、USB)发送到上位机。

总结:

基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可

靠等特点。通过适当的硬件设计和软件实现,可以实现多路信号的准确采

集和处理。在实际应用中,还可以根据具体需求扩展系统功能,例如数据

通信、远程监控等。多路数据采集系统在工业控制、环境监测和医疗设备等领域有着广泛的应用前景。

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计说明

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计 The Design Of Multi-channel Data Acquisition System Based On STM32 中国地质大学(北京) 指导教师 2013.3.31

摘要 本文是基于ARM Cortex-M3的STM32系列嵌入式微控制器的应用实践,介绍了基于STM32单片机的数据采集的硬件设计和软件设计,数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带,它的存在具有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统,而该系统硬件部分的重心在于单片机。数据采集与通信控制采用了模块化的设计,数据采集与通信控制采用了单片机STM32来实现,硬件部分是以单片机为核心,还包括A/D模数转换模块,显示模块,和串行接口部分。该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。输入数据是由现场模拟信号产生器产生,8路被测电压再通过模数转换器ADC0809进行模数转换,实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换,并将转换后的数据传输到上位机,由上位机负责数据的接受、处理和显示,并用LCD数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用Keil uVision4通过C++编写控制软件,对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。 关键词:数据采集 89C52单片机 ADC0809 Keil uVision4

Abstract This article is an application of STM32 series embedded ARM controller based on Cortex-M3 and it describes the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signal-chip microcomputer .Data collection and communication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardware’s core is STM32, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host machine.8 roads were measured the electric voltage to pass the in general use mold-few conversion of ADC0809,the realization carries on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine.the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with C++ of the Keil uVision4. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like data-acquisition treatment,data-display and data-communication ect. Keyword: data acquisition AT89C52 ADC0809 Keil uVision4

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计 摘要: 本篇设计主要以STM32单片机为核心,设计了一个多路数据采集系统。该系统能够实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示,并通过串口与上 位机进行通信,实现数据上传和控制。设计中使用了STM32单片机的AD 转换功能实现模拟量信号的采集,使用GPIO口实现数字量信号的采集, 通过串口与上位机进行通信。经过实验验证,该系统能够稳定地采集多路 数据,并实现远程数据传输和控制功能,具有较高的可靠性和实用性。 关键词:STM32单片机,数据采集,模拟量信号,数字量信号,上位 机通信 一、引言 随着科技的发展,数据采集系统在工业控制、环境监测、生物医学等 领域得到了广泛的应用。数据采集系统可以将现实世界中的模拟量信号和 数字量信号转换为数字信号,并进行处理和存储。针对这一需求,本文设 计了一个基于STM32单片机的多路数据采集系统。 二、设计思路 本系统的设计思路是通过STM32单片机实现多路模拟量和数字量信号 的采集和显示,并通过串口与上位机进行通信,实现数据上传和控制。该 系统采用了模块化设计方法,将系统分为采集模块、显示模块和通信模块。 1.采集模块

采集模块通过STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集, 通过GPIO口实现数字量信号的采集。通过在程序中设置采样频率和采样 精度,可以对不同类型的信号进行稳定和准确的采集。 2.显示模块 显示模块通过LCD显示屏显示采集到的数据。通过程序设计,可以实 现数据的实时显示和曲线绘制,使得用户可以直观地观察到采集数据的变化。 3.通信模块 通信模块通过串口与上位机进行通信。上位机通过串口发送控制命令 给STM32单片机,实现对系统的远程控制。同时,STM32单片机可以将采 集到的数据通过串口发送给上位机,实现数据的远程传输。 三、实验结果与分析 通过实验验证,本系统能够稳定地采集多路模拟量和数字量信号,并 通过串口与上位机进行通信。系统能够将采集到的数据实时显示在LCD屏 幕上,并通过串口传输给上位机。上位机可以根据接收到的数据进行控制,并可以将命令发送给STM32单片机,实现系统的远程控制。 四、总结和展望 本文基于STM32单片机设计了一个多路数据采集系统,并验证了系统 的可行性和稳定性。但是,在实际应用中还存在一些问题,例如数据传输 速度较慢、数据处理能力有限等。未来可以继续改进系统的性能,提高数 据传输速度和处理能力,使其更加适用于不同领域的数据采集需求。

基于单片机的无线多路数据(温度)采集系统的设计与实现(毕业论文)

本文的下载地址: https://www.doczj.com/doc/6d19018206.html,/view/44a9c6c48bd63186bcebbc6b.htm l 前言 (3) 1 总体方案设计 (4) 1.1 方案论证 (4) 1.1.1 传感器 (4) 1.1.2 主控部分 (4) 2 硬件电路的设计 (5) 2.1 电源电路 (5) 2.2 温度采集电路 (6) 2.2.1 DS18B20简介 (6) 2.2.2 电路设计 (8) 2.2.3 无线传输电路模块 (9) 3 无线发送与接收电路 (10) 3.1 无线发送电路 (10) 3.2 无线接收模块 (10) 4 显示电路 (11) 4.1 字符型液晶显示模块 (11) 4.2 字符型液晶显示模块引脚 (12) 4.3 字符型液晶显示模块内部结构 (12) 5 单片机AT89S52 (13) 5.1 AT89S52简介 (13) 5.2 AT89S52引脚说明 (14) 6 软件设计 (16) 6.1 系统概述 (16) 6.2 程序设计流程图 (16) 6.3 温度传感器多点数据采集 (17) 7 调试及结果 (17) 7.1 测试环境及工具 (18) 7.2 测试方法 (18) 7.3 测试结果分析 (18) 8 总结 (18) 附录1:电路原理总图 (19) 附录2:发射部分主程序 (20) 附录3:接收部分主程序 (26) 参考文献 (31)

无线数据采集系统的设计与实现 学生:XX指导教师:XX 内容摘要:由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高,国内现在已有不少数据测量和采集的系统,但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂,并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。 在分析了不同类型的单片机的特点及单片机与PC机通信技术的基础上,设计了单片机控制的采集系统,并通过串口通信实现单片机与P(:机之间的通信,实现数据的传送并将数据在PC机上显示及存储,完成单机的多通道数据采集系统的设计及实现。 基于单片机的多通道数据采集系统是由将来自传感器的信号通过放大、线性化、滤波、同步采样保持等处理后,输入A/D转换为数字信号后由单片机采集,然后利用单片机与PC机的通信将数据送到PC机进行数据的存储、后期处理与显示,实现了数据处理功能强大、显示直观、界面友好、性价比高、应用广泛的特点,可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。 关键词:多通道数据采集单片机

基于STM32的多路数字式温度采集系统

湖北民族学院 毕业论文(设计) 多路数字式温度监测系统 学生姓名:学号:031041226 系别:电气工程系专业:电子信息科学与技术指导教师:孙玲姣评阅教师: 论文答辩日期 答辩委员会主席

摘要 本设计是一个以微控制器、温度传感器、按键及TFT显示屏等为框架的数字式温度测量系统。设计采用了STM32F103ZE芯片为主控制器,通过单总线制温度传感器DS18B20实现温度采集,将温度信息通过STM32F103ZE微控制器处理后在TFTLCD模块中显示,以实现多点的温度监测。 本设计一共使用了四个DS18B20,也就是说本系统可以同时采样四个地点的温度值。待温度传感器的温度值采回来后,将所有的温度值显示在液晶屏上面。在显示功能上,使用折线图显示,使显示更直观、更强大。当然系统其他的功能也有显示,比如报警温度将会实时显示,其通过外围按键来调整极限温度。本设计也将部分显示相关的功能性按键加到TFTLCD上,减少外围电路,也增加了人机交互,使系统更加人性化、智能化。本设计功能齐全,在温度检测上面面聚到。 关键词:微控制器,TFTLCD,DS18B20,温度监测

Abstract This design is to a micro controller, temperature sensor, buttons and TFT screen for the framework of digital temperature measuring system.STM32F103ZE chips as the main controller is adopted, through the single bus temperature sensor DS18B20 temperature acquisition, temperature information through STM32F103ZE micro controller shown in TFTLCD module after processing, in order to realize the multi-point temperature monitoring. This design uses the altogether four DS18B20, that is to say, this system can sampling temperature of four locations at the same time.With temperature sensor temperature after you come back, all the temperature display on the LCD panel.On the display function, using the line chart shows that make the show more intuitive, more powerful.The function of the system, of course, other also have display, such as alarm temperature will real-time display, through the peripheral buttons to adjust the limit temperature.This design will also be part of a display related functional keys on TFTLCD, reduce the peripheral circuit, also increased the human-computer interaction, make the system more humane, intelligent.The design of the function is all ready, at the top surface temperature detection. Keywords:microcontroller,TFTLCD,DS18B20, the temperature measurement

基于 STM32F0的多功能数据采集控制板系统设计

基于 STM32F0的多功能数据采集控制板系统设计 徐岳清 【摘要】基于以 STM32F0单片机为核心的多功能数据采集板,可以采集8路模拟量,并提供8路开关量输入和8路开关量输出,采集板通过串口 RS-232C 将采集的数据传给上位机。本文首先介绍了 STM32F0处理器的特点,然后介绍了数据采集板的硬件原理,并对硬件设计方面的难点做了详细分析,接着介绍了系统所使用的串口通信协议,最后根据实际应用效果对该数据采集板的应用前景做了分析和展望。% This paper introduces a kind of multifunctional data acquisition board which uses STM32F0 microcontroller as the core. This acquisition board can collect 8 analog signals, 8 input and output digital signals. The board transmits the acquired data to the upper computer by the serial communication of RS-232C. First, this paper introduces the characte-ristics of the STM32F0 processor, and then introduces the hardware principle of the data acquisition boards, analyses the difficulties of hardware design, and introduces the serial communication agreement used by the system. According to the application effect of the data acquisition boards, the paper analyses and looks forward to the application prospect. 【期刊名称】《安徽电子信息职业技术学院学报》 【年(卷),期】2012(000)006 【总页数】5页(P22-25,88)

基于STM32的数据采集存储系统的设计与实现

基于STM32的数据采集存储系统的设计与实现 基于STM32的数据采集存储系统的设计与实现 一、引言 随着科技的不断进步,数据采集与存储在各个领域中得到了广泛应用。数据采集是指通过各种传感器或设备对现实世界的参数进行收集,而数据存储是将采集到的数据进行处理并保存,便于后续的数据分析与利用。在很多应用场景中,需要一个稳定可靠的系统来实现数据的采集与存储,而现代嵌入式技术的发展为我们提供了一种高效的解决方案。 本文将基于STM32嵌入式平台,设计与实现一个数据采集存储系统,用于收集与储存外部环境的数据信息。 二、系统设计 1. 系统架构设计 数据采集存储系统的架构设计分为三个层次:传感器层、控制层和存储层。 在传感器层,选择适合目标应用场景的传感器模块,如温湿度传感器、气压传感器等,用于采集环境参数数据。 在控制层,使用STM32作为主控芯片,通过IO口与各个传感器模块进行连接。STM32会周期性地读取各个传感器的数据,并进行数据处理及存储控制。 在存储层,选择适合需求的存储介质,如SD卡、EEPROM 等,用于保存采集到的数据信息。 2. 硬件设计 硬件设计主要包括传感器接口设计、存储介质接口设计和电源管理设计。 传感器接口设计:根据传感器模块的接口要求,为每个模

块提供相应的电源接口和数据传输接口。通过使用STM32的 IO口和外部中断功能,可以实现与传感器的数据通信和接收。 存储介质接口设计:选择合适的存储介质,通过STM32的SPI或SDIO接口连接存储介质,实现数据的读写操作。 电源管理设计:根据系统的功耗需求,设计合理的电源管理电路,包括电源切换、供电稳定等,确保系统正常工作。 3. 软件设计 软件设计主要包括采集控制程序设计、数据处理与存储程序设计以及通信接口设计。 采集控制程序设计:使用STM32的定时器中断功能,设置合适的定时周期,周期性地读取传感器数据,并通过中断处理函数进行数据的处理和存储控制。 数据处理与存储程序设计:根据传感器采集到的数据特点,进行相应的数据处理和存储格式设计。将处理后的数据通过存储介质接口存储到对应的存储介质中。 通信接口设计:将数据采集存储系统和上位机或其他设备进行通信,可以通过串口、无线通信等方式进行数据传输。 三、系统实现 在系统实现中,首先需要准备好所需的硬件和软件开发环境。然后,按照之前设计的系统架构和硬件设计方案,进行硬件的连接和焊接。 在软件开发方面,根据之前的软件设计方案,使用合适的开发工具进行编码和调试。具体实现过程中,需要结合传感器部分的代码和存储部分的代码进行集成,并进行相应的测试和调试,以确保系统的稳定性和可靠性。 在实际应用中,可以根据具体的需求添加一些额外的功能模块,如数据上传模块、小型显示屏等,以增加系统的灵活性

32路数据采集系统设计

西南科技大学课程设计报告 课程名称:____________ 设计名称:_____________ 姓名:__________________________ 学号:_________________________ 班级:____________________________ 指导教师:________________________

起止日期:__________________

课程设计任务书 学生班级:______ 学生姓名:学号: _ 设计名称:_________________________________________________ 起止日期:_____________________ 指导教师:________________ 课程设计学生日志

课程设计考勤表 课程设计评语表 指导教师评语: 成绩: _________________ 指导教师:______________

32路数据采集系统设计 一、 设计目的和意义 本设计主要完成了基于AT89S51单片机控制的为实现一个满足多路开关选 通逻辑计算、放大器增益计算、中断请求工作、单双端可以切换的系统。 其意义是对多路数据采集系统有了更加深入的理解,能够通过设计要求完成 设计相关的原理和相关设计计算。 二、 设计原理 本设计用单片机控制多路数据采集系统,本文着重介绍该系统的工作原理及 硬件与软件设计,本设计的主要组成如下: (1) 多路数据输入单元。 (2) 采样保持电路的A/D 转换单元。 (3) 硬件和单片机的连接电路。 (4) 单片机输出的数据锁存和 D/A 转换单元。 系统总框图如图所示: 多路数据采集系统的方案及总体设计,包括主体电路的设计和单片机控制电 路的设计(要用到单片机的控制整个系统),因此要完成单片机应用系统的硬、 软件设计并完成软件调试,以满足整个系统的要求。 整个系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分。 硬件设计包括: ① 模拟多路开关电路 ② 运算放大电路 ③ 采样保持电路 系统原理框图 传感器 计算机

基于单片机的多路数据采集系统设计(3章)

基于单片机的多路数据采集系统设计 摘要 数据采集是指从带有模拟、数字被测单元的传感器或者其他设备中对非电量或电量信号进行自动采集,再送到上位机中进行分析和处理。 近年来,众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。广大人们的关注使得数据采集系统的发展有了质的飞跃,它被广泛用于各种数字市场。 本文介绍了数据采集的相关概念和基本原理,设计了基于STM32F407的多路数据采集系统的硬件和软件的实现方法及实现过程,并经过调试完成其主要功能和主要技术指标。 硬件部分包括:主控电路、信号采集处理电路、TFT液晶显示电路、SD 卡存储电路、串口通讯电路。实现过程是以STM32F407为控制核心,通过模数转换器,实时对输入信号进行采样,得到一串数据流,通过控制器的处理实现数据的采集和显示。 软件部分包括:信号采集分析算法、嵌入式操作系统移植、UC-GUI人机交互界面设计、文件管理系统移植。主要实现了对采集数据的存储和分析,频率和幅值的计算,液晶屏的控制和界面显示。程序是在keil uVision的集成开发环境中用C语言写成的,编程具有模块化的特点,因此可读性比较高,维护成本较低。 最后,用Altium designer(DXP)设计了数据采集系统的原理图,并制作了PCB电路板。在实验室里制作了数据采集系统并进行了系统调试,经过调试,达到了所应该实现的功能和技术指标。 关键词:多路数据采集,STM32F407,液晶显示

MULTI-CHANNEL DATA ACQUISITION SYSTEM BASED ON SINGLE CHIP DESIGN ABSTRACT Data acquisition is the automatic acquisition of non electric or electric quantity signals from sensors and other devices, such as analog and digital. In recent years, data acquisition and its application has gradually become the focus of attention. Therefore, the data acquisition system has been rapid development, it is widely used in various fields. The software part includes: signal acquisition and the embedded operating system transplant, UC-GUI man-machine interface design. Mainly realizes the storage and analysis of the collected data, calculate the frequency and am plitude of the LCD screen display and control interface. The program is written by C language in the integrated development environment KEIL uVision and modular programming makes the program readable and easy maintenance features Finally, using designer Altium to design and manufacture the digital oscilloscope circuit board PCB. In the laboratory, the digital oscilloscope has been made and the system has been debugged. After debugging, it has achieved the function and technical index that should be realized. KEY WORDS: Multi-channel data acquisition,STM32F407,liquid-crystal display

基于STM32的智能仪表数据采集系统的设计共3篇

基于STM32的智能仪表数据采集系统 的设计共3篇 基于STM32的智能仪表数据采集系统的设计1 智能仪表数据采集系统是一种基于微处理器技术的新型仪表系统,能 够实时采集、处理和显示各种参数信息,并具有智能、高精度、易使 用等特点。基于STM32的智能仪表数据采集系统,主要由硬件部分和 软件部分构成。 一、硬件部分设计 1. 硬件选型 本智能仪表数据采集系统采用STM32F407ZET6微控制器作为主控制芯片,能够满足高速处理和稳定运行的要求。 除此之外,系统还选择了一些重要外设模块,包括: (1)LCD模块:以及相关驱动IC,实现有效的数据展示和用户交互。 (2)ADC模块:16路12位ADC,可以实现高分辨率和高信噪比的电压、电流和温度等模拟量信号采集。 (3)USB模块:通过USB接口与计算机通信,实现数据传输和软件在 线升级功能。 (4)SD卡模块:支持高速SDIO接口,用于存储历史数据和配置信息。 (5)按键模块:用户可通过按键实现菜单选择、数值修改等功能。

2. 硬件连接 整个系统的硬件连接图如下所示: (1)LCD模块的连接:将LCD模块的各个引脚连接到STM32芯片对应的引脚上,通过SPI总线与驱动IC进行通信控制; (2)ADC模块的连接:将ADC模块与芯片的模拟输入引脚连接,通过DMA通道实现数据传输; (3)USB模块的连接:将USB模块连接到芯片的USB_OTG_FS接口,通过底层USB库进行通信; (4)SD卡模块的连接:将SD模块的接口与芯片的SDIO总线相连接,实现数据读写。 (5)按键模块的连接:将按键模块的引脚连接到芯片的GPIO端口,通过中断功能识别按键事件。 二、软件部分设计 1. 软件框架 基于STM32的智能仪表数据采集系统的软件框架如下所示: 该系统主要分为用户界面、数据采集和存储、通信和控制四个模块。用户界面主要负责显示和操作,通过LCD显示用户需要的各种参数信息和数据图形。数据采集和存储模块主要负责将各种传感器的模拟量信号进行采集、转换和存储,实现对各种参数的实时监测和历史数据的记录。通信模块主要通过USB接口与计算机进行通信,完成数据传

基于STM32无线信息采集系统设计

基于STM32无线信息采集系统设计 一、引言 随着物联网技术的发展,无线信息采集系统在各个领域得到了广泛的应用。基于 STM32的无线信息采集系统因其高性能、低功耗和丰富的通信接口而备受青睐。本文将介 绍一种基于STM32的无线信息采集系统设计方案,旨在为相关领域的工程师和研究人员提 供参考。 二、系统设计概述 基于STM32的无线信息采集系统包括传感器模块、STM32单片机模块、无线通信模块 和数据存储模块。传感器模块负责采集环境数据,STM32单片机模块负责数据处理和控制,无线通信模块负责数据传输,数据存储模块负责数据存储和管理。整个系统通过无线网络 与上位数据处理中心通信,实现远程监测和控制。 三、硬件设计 1. 传感器模块 传感器模块通常包括温湿度传感器、光敏传感器、气压传感器等,用于采集环境数据。传感器模块可以通过I2C或SPI接口与STM32单片机模块进行通信,将采集到的数据传输 给STM32单片机模块。 2. STM32单片机模块 STM32单片机模块是整个系统的核心控制部分,负责数据处理、控制逻辑和通信管理。STM32单片机具有丰富的外设资源,包括ADC、SPI、I2C、USART等,可以与传感器模块、无线通信模块和数据存储模块进行高效的数据交换。 3. 无线通信模块 无线通信模块一般采用WiFi、蓝牙、LoRa等无线通信技术,用于将采集到的数据传输给上位数据处理中心。无线通信模块具有较高的传输速率和稳定性,可以满足系统对数据 传输的实时性和可靠性要求。 4. 数据存储模块 数据存储模块通常采用Flash存储器或SD卡,用于存储系统采集到的历史数据。数据存储模块还可以与STM32单片机模块进行数据交换,实现数据的读写和管理。 四、软件设计

基于STM32嵌入式多路数据采集存储系统的设计

基于 STM32嵌入式多路数据采集存储系 统的设计 2.北京卫星导航中心,北京, 100094 摘要针对多路信号采集,提出了一种嵌入式数据采集存储系统,该系统基于STM32微处理器和MDK KEIL软件开发平台设计。详细介绍了系统的硬件设计和软件设计。最后,通过两路电压数据采集存储分析试验,验证本系统的正确性和可靠性。 关键词嵌入式;STM32;多路数据采集;MDK 中图分类号:P715.2 文献标识码:A 0引言 随着现代科学技术的不断发展,人们对多路数据采集存储技术的要求越来越高。传统的基于单片机或工控机PLC的数据采集技术,因采集精度低、设计复杂等缺点,很难满足人们的要求。将嵌入式引入采集技术中能够解决上述存在的问题[1]。 STM32微处理器作为成熟的ARM嵌入式芯片,有着丰富的外围接口、较高的处理速度以及较低的价格,在嵌入式技术领域有着广泛的应用[2]。本文阐述基于STM32的多路数据采集存储系统的设计方法,希望提出一套具有一定借鉴意义的通用的开发方案。 1系统组成 本系统主要由微处理器、多路数据采集模块、存储模块、电源模块、下载模块、时钟模块以及复位模块组成。微处理器是本系统核心,控制整个系统的工作流程,包括启动和暂停数据采集存储、读写存储器等;多路数据采集模块对外部

输入的信号进行数据采集;存储模块对采集得到的数据进行实时存储;本系统电源输入为12V电压,通过电源模块转换后可为系统各个模块提供5V、3.3V的标准电压;下载模块为本系统提供软件程序下载接口;时钟模块采用8MHz的高速外部晶振和32.768的低速外部晶振,通过倍频分频的方式,为处理器各个部分提供相应时钟;复位模块采用按键复位设计,为整个系统提供硬件复位功能。系统组成如图1所示。 图1 系统组成示意图 Fig. 1 Schematic diagram of composition of system 2系统硬件设计 2.1微处理器 作为本系统核心,微处理器控制着整个系统的工作,包括启动和暂停数据采集存储、读写存储器等。 本系统微处理器采用STM32F407ZG处理器,该处理器是由意法半导体公司生产,基于Cortex-M4内核的ARM处理器,时钟频率高达168MHz,具有192KB的SRAM、1024KB的内部FLASH。同时,其内部还集成了A/D模块,最快可实现

基于STM32单片机的数据采集系统

基于STM32单片机的数据采集系统

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1课程设计要求 基于STM32单片机实现一个数据采集系统,具有数据采集、显示、传输、存储、分析这几个功能。 具体为以下几个功能: 一、系统上电启动,4个LED灯闪烁1秒,OLED屏显示学号、姓名和杭电L OGO,保持1秒后进入主界面,显示系统名称和功能菜单。通过K1/K2上下选择功能,K3确定进入功能界面。在所有功能界面,默认K4返回主界面。 二、功能1为系统测试界面,4个LED灯显示流水灯,OLED屏以图形方式显 示测试内容,内容包括4个LED灯状态、4个按键状态、AD采样数据、陀螺仪传感器原始数据。单页显示不下时通过K1、K2上下翻页。LED与按键状态可用图形或图片进行显示,AD采样数据以及MPU6050数据可使用柱状图结合文字显示。 三、功能2为陀螺仪姿态解算界面,OLED显示内容为解算出的MPU6050姿 态角数据(pitch俯仰角、roll横滚角和yaw航向角),精确0.1°,并能以其中的某个角度控制4个LED灯的亮度(100%-0%亮度可调)。 四、功能3为数据传输界面,除了定时向两个串口发送数据,OLED显示内容 为:定时发送时间间隔(0.01-1秒)、发送数据格式、发送计数(累计发送数据帧)、接收字节计数。可使用K1调整发送时间间隔,K2切换上传数据格式,K3启动或暂停上传数据。 五、设计安卓移动端APP软件,能接受单片机通过蓝牙模块上传的数据, 并提取出数据帧中的有效数据显示在设备界面中。显示内容包括:4个LED 灯状态、4个按键状态、AD采样数据或采样电压值、陀螺仪6轴原始数据及解算姿态角度。 六、没有安卓设备的同学,可用PC端自编软件替代,接收单片机通过USB串 口上传的数据,完成第五项内容要求。 2 系统方案设计(框图、原理图) 硬件系统组成: 1.单片机:STM32F103C8T6,8MHz晶振 2.USB转串口芯片:PL2303SA 3.LDO电源:AMS1117,5V输入3.3V输出 4.LED×4,加1个电源显示 5.按键×4,加1个复位按键 6.精密可调电阻10KΩ 7.IIC接口6轴陀螺仪传感器:MPU-6050 8.IIC接口0.96寸128x64点阵单色OLED 9.HC05蓝牙2.0通信模块

基于STM32无线信息采集系统设计

基于STM32无线信息采集系统设计 STM32无线信息采集系统是一种具有较高实时性和稳定性的嵌入式系统,能够实现无线传输和实时监控功能。该系统主要由STM32F103C8T6单片机、RFM69HCW射频模块、传感器等部分组成,具有数据采集、传输、存储、处理等功能。 系统框架 1. 数据采集:系统通过感应器、传感器等相关设备采集来自外部的温度、湿度、气压、光照度等信号。 2. 数据处理:采集到的数据接入STM32F103C8T6单片机,进行实时处理、滤波和校正,减少数据噪声和误差。 3. 数据传输:将处理后的数据通过RFM69HCW射频模块进行无线传输,实现与外部设备的数据交互。 4. 数据存储:采集的数据同时存储在程序缓存中和SD卡中,确保数据的完整性和安全性。 5. 数据显示:系统通过OLED显示屏实时显示采集到的数据信息,较直观地反映外部环境状态。 硬件设计 硬件设计主要包括单片机电路、射频电路、传感器模块等部分。 1. 单片机电路:系统采用STM32F103C8T6来实现对温度、湿度、气压、光照度等信号的采集和处理,以及射频模块的控制和数据传输。为保证系统的可靠性和稳定性,需要对单片机进行编程和调试,完成相关功能的实现。 2. 射频电路:系统中使用RFM69HCW射频模块,其频率范围为433MHz-868MHz,最大传输距离为300米,能够实现多频道发射和接收功能。为保证射频信号质量,需要进行天线匹配、功率调节等设计。 3. 传感器模块:系统采用DHT11湿度传感器、BMP180气压传感器、BH1750FVI光照度传感器、DS18B20温度传感器等模块,分别用于采集周围环境的湿度、气压、光照度和温度等参数。为提高传感器的精度和可靠性,需要进行模块选型和调试。 软件设计主要包括系统底层驱动程序和上层监控程序等部分。 1. 程序框架:系统采用Keil MDK软件平台搭建开发环境,包括标准库、外设驱动程序、串口调试等模块。通过设计良好的程序框架和模块化结构,快速开发好所需功能。

基于STM32的智能数据采集系统

基于STM32的智能数据采集系统 作者:孙二威吴振磊 来源:《甘肃科技纵横》2021年第08期 摘要:本文设计了一种基于STM32主控芯片的智能数据采集系统。该系统由STM32C8T6作为主控芯片,控制温湿度传感器与光照强度传感器来检测当前环境的温湿度值和光照强度值,以获取相关数据信息。取得的数据经过处理后可在系统自带的0.96寸OLED显示屏上实时顯示,实现数据实时可视化的功能。此外,还可根据预设值实现蜂鸣器报警和led指示灯报警的功能且可由按键手动控制其报警。同时,该系统还具有网络互联功能,主控芯片获取的数据经由ESP8266模块将数据上传至服务器,通过基于TCP的MQTT协议订阅设备上的数据,来完成数据远程传输的功能。这样用户就可使用微信小程序来获取采集到的数据信息,实现数据采集的智能化设计。 关键词:STM32C8T6;数据采集;ESP8266;微信小程序 中图分类号:TP274.2;TP23 1 引言 在时代飞速发展的社会背景中,如今智能设备的主要功能很大程度上取决于数据的采集,一代又一代的新产品其目的都是为了实现更好的数据获取和检测功能的方便快捷。智能数据采集在居家、测量、监控等很多方面应用,通过智能数据采集系统可方便获取室内的温度值、湿度值、光照强度等一系列的数据参数,并通过这些数据去驱动智能家电准确工作。 一般的数据采集办法是利用常规采集仪器来完成,采集仪器体积大、重量重、功耗高且运输不便。这时智能数据采集就显得尤为重要,无线数据的采集可以在时间片段下轮流采集,可

解决有线数据采集的局限性能够得到有效的改善,提高了数据采集的完整性。用户手机端的微信小程序可以作为一种远程获取数据的方式,使用户能够简便迅速地获取数据,并根据所获得的数据来自定义其用途和需求,以实现数据智能采集这一过程。 2 系统的设计内容 该设计是基于STM32的智能数据采集系统,通过主控芯片STM32C8T6接收传感器采集到光照强度和温湿度数据,经wifi通过路由器上传至云服务器,通过EMQX(MQTT消息代理)把获取到的数值经由蜂窝数据或路由器传输,用户可以利用手机远程订阅服务器上的数据,并下发数据至微信小程序实时观测。 本系统的具体工作流程为:当智能数据采集系统上电运行之后,系统首先运行初始化代码,检测各个模块如esp8266、蜂鸣器、温湿度传感器、光照强度传感器和OLED等与主控板是否连接正常,通过对各个硬件模块的初始化来分别判断各部分功能是否正常。在初始化完成之后,可以通过蜂鸣器进行提示,这时就可以进行正常的工作,OLED就可以正常显示采集到的温度、湿度和光照强度值。 接下来数据采集首先经过esp866的数据上传,MQTT协议的正确连接完成和服务器在数据成功接收的情况下,经过服务器下发数据之后,微信小程序就可以订阅服务器上面的数据。其系统整体设计框图如图1所示。 3 系统模块设计 3.1 控制模块 STM32F103C8最小系统板使用ARM 32位内核,增强了I/O口和外设,并且它的容量大,具有64KB的FLASH ROM,并且它的静态随机存储器最高可以达到20KB,系统板里面还设置有省电机制,可以工作的温度范围在-40℃到+80℃之间,温度弹性好。 最小系统板其功能强大,在很大程度上方便了该系统的应用扩展。首先其烧录程序只需要除电源两个引脚外的发送和接收两个引脚,极大方便了我们随时烧录以及修改程序这一过程。其次就是其有37个输入输出端口可以使用能有接入很多设备和模块,其带有一个贴片晶振,以实现对定时器提供精准的时间,能够完成对时钟要求不是极度精准的检测环境,如日常生活对时间的要求等。 3.2 光强度检测模块 在工业生产上,光照强度的过强或是过弱都有可能引起产品质量的问题。因此对光照强度的控制是必不可少的,只有将光照强度控制在某一个指定范围内,我的生活才能正常有序的进

基于STM32及AD7606的16通道同步数据采集系统设计

基于STM32及AD7606的16通道同步数据采集系统设计 摘要: 介绍了基于STM32及AD7606的同步数据采集系统的软硬件设计。主控芯片采用基于 ARM Cortex-M4内核的STM32F407IGT6实现对AD采集数据的实时计算并通过以太网络进行数据传输。A7606为16位、8通道同步采样模数数据采集系统[],利用两片AD7606,可以实现对16路通道的实时同步采样。经过测试,该系统可以实现较高精度的实时数据采集。 0引言 [此处找书介绍STM32],该芯片主频可达168MHz,具有丰富的片内外设,并且与前代相比增加了浮点运算单元(Floating Point Unit,FPU),使其可以满足数据采集系统中的 [介绍AD7606] 1系统总体方案设计 整个系统由传感器模块、信号调理模块、数据采集模块、处理器STM32、及通信模块 及上位机系统组成。系统整体结构框图如图1所示。本系统是为液态金属电池性能测试设计, 需要测量电池的充放电电压、电流以及交流加热系统的电压、电流,并以此计算出整个液态 金属电池储能系统的效率。因此两片AD7606的16个通道分为两组,每组8个通道,这两 组分别测量4路直流、交流的电压和电流信号。AD7606通过并行接口与STM32连接,STM32 读取AD采样数据后进行计算,并将数据通过网络芯片DP83848通过UDP协议发送给上位 机。上位机负责显示各通道采集信息、绘制波形以及保存数据等。 图1系统整体结构框图 2系统硬件设计 2.1模拟信号采集电路设计 模拟信号的采集包含直流电压、电流,交流电压、电流四部分。直流信号的采集分别使 用霍尔电压传感器HNV025A和霍尔电流传感器HNC100B,两种传感器的电路原理图类似,仅以霍尔电压传感器电路原理图为例说明,如图2-1所示。HNV025A为电流型霍尔电压传感 器,可以提高信号的抗干扰能力,其输入输出电流比为10mA/25mA。因此在图中被测电压 经过电阻R1转换为电流信号,传感器输出的电流信号经过R2变为电压信号。R3和C1组成 一阶低通滤波器进行滤波。

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