基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统
随着科学技术的不断发展，数据采集系统在各行各业中扮演着越来越重要的角色。而基于单片机的数据采集系统由于其低成本、易实现、可靠性高等特点，已经成为了研究者和工程师们广泛使用的一种解决方案。本文将介绍一种基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统的设计与制作，该系统具有高分辨率、多通道输入、低成本等特点，能够满足各种数据采集需求。
一、系统设计
1. 系统需求
在设计该高分辨率多通道数据采集系统时，我们首先需要明确系统的需求。该系统要求能够同时采集多个通道的信号，并且保证较高的分辨率，保证数据的准确性。为了降低成本和体积，我们选择使用单片机来实现整个数据采集系统，因此系统的设计需要充分考虑单片机的性能和资源限制。
2. 系统架构
基于以上需求，我们设计了如下的系统架构：数据采集模块采集信号后，经过模拟信号处理和模数转换之后，传输给单片机。单片机通过串口或者其他接口将数据传输到计算机中，由计算机对数据进行进一步处理和分析。
3. 关键技术
在设计该系统时，我们需要解决以下一些关键技术问题：
（1）高分辨率数据采集模块的设计与制作；
（2）多通道信号的采集与处理；
（3）单片机的选型和程序设计。
二、高分辨率数据采集模块的设计与制作
1. 模拟信号处理单元
为了保证高分辨率的数据采集，我们需要设计高质量的模拟信号处理单元。该单元包括了信号放大、滤波、采样等模块，保证了采集到的模拟信号质量。我们可以选择一些高性能的模拟信号处理器芯片，来实现这一模块。
2. 模数转换器（ADC）
模数转换器是将模拟信号转换为数字信号的关键部件，为了保证高分辨率的数据采集，我们需要选择高精度、高速度的ADC芯片。合理的电路设计和布局也是保证ADC性能的重
要因素。
3. 电源设计
在数据采集系统中，稳定的电源是保证系统正常工作的关键因素。我们需要设计稳压
电源电路，保证模拟信号处理单元和ADC芯片正常工作。
通过以上设计，我们可以制作出一套高分辨率的数据采集模块，并且保证数据的准确
性和稳定性。
三、多通道信号的采集与处理
在数据采集系统中，通常需要同时采集多个信号通道，因此我们需要设计多通道数据
采集接口。该接口可以通过多路开关等器件实现对多个信号通道的快速切换，保证信号的
同步采集。
在单片机端，我们需要设计缓冲区和中断处理机制，保证每个通道的数据都能够按时
传输给计算机，避免数据丢失。
四、单片机的选型和程序设计
选择合适的单片机非常重要，它需要具备足够的存储空间和计算能力，同时需要有足
够的通信接口和定时器来处理多通道数据的采集和传输。
通过合适的编程和算法设计，我们可以实现对于多通道数据的准确采集和传输。
五、系统实现和性能测试
在完成系统设计和制作之后，我们需要对系统进行性能测试。一方面需要测试数据采
集模块的精度和稳定性，另一方面需要测试单片机的数据传输性能和处理能力。
基于STM32F103单片机的数据采集系统设计 摘要 本文设计了一个基于STM32F103单片机的数据采集系统，该系统可以采集并存储来自传感器的各种类型的数据，并将其通过串口传输给上位机进行进一步的处理和分析。在系统设计过程中，我们使用了C 语言作为主要的开发语言，并使用了开发工具Keil uVision5进行开发和调试。使用硬件电路实现传感器接口，可以自适应支持多种传感器，如温湿度传感器，光照传感器等。通过实际测试，本系统能够稳定地采集数据，并提供高效的数据传输速度和数据处理能力。 关键词：STM32F103、数据采集、传感器接口、串口传输 Abstract This article designs a data acquisition system based on STM32F103 microcontroller, which can collect and store various types of data from sensors, and transmit them to the upper computer for further processing and analysis through serial port. In the process of system design, we use C language as the main development language and use Keil uVision5 as the development and debugging tool. Using hardware circuits to implement sensor interfaces, it can adaptively support multiple sensors such as temperature and humidity sensors, light sensors, etc. Through actual testing, this system can stably collect data and provide high-speed data transmission and processing capabilities. Keywords: STM32F103, data acquisition, sensor interface, serial transmission 1.引言 随着传感器技术的不断发展，越来越多的数据采集应用得到了广泛的应用。基于微处理器的数据采集系统可以提供高效、高精度的数
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
基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统 随着科学技术的不断进步，各行各业对数据的需求也越来越大，数据采集系统作为信 息的重要来源，扮演着至关重要的角色。而基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统正 是应运而生，它采用单片机作为主控制器，具有高分辨率和多通道的特点，可以满足不同 领域对数据采集的需求，包括工业自动化、医疗设备、仪器仪表、环境监测等领域。本文 将对基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统进行详细介绍。 一、系统结构与工作原理 基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统主要由传感器、放大器、模数转换器、单 片机、存储器和通信接口等组成。其工作原理是通过传感器采集外部信号，通过放大器将 微弱的信号放大，再经过模数转换器转换成数字信号，通过单片机对数据进行处理和存储，最后通过通信接口将数据传输到外部设备或者云端。 二、系统设计 1. 传感器和放大器设计 传感器是系统的重要组成部分，其选择和设计对系统的性能有着重要的影响。对于不 同的数据采集需求，可以选择不同类型的传感器，如温度传感器、压力传感器、速度传感 器等。而放大器的设计则是为了将传感器输出的微弱信号放大到适合模数转换器输入的范围。 2. 模数转换器选择和设计 模数转换器是将模拟信号转换为数字信号的重要组成部分，其选择和设计直接影响着 数据采集系统的分辨率和精度。通常可以选择高精度的模数转换器，以满足系统对数据精 度的要求。 3. 单片机的选择 单片机是数据采集系统的主控制器，其性能和功能对整个系统的稳定性和可靠性有着 重要的影响。可以选择性能强大、具有丰富外设和通信接口的单片机，以满足系统对高分 辨率和多通道数据采集的要求。 4. 存储器和通信接口设计 存储器用于存储采集到的数据，可以选择EEPROM、SD卡或者Flash等存储设备。通信接口则是将数据传输到外部设备或者云端的关键环节，可以选择串口、网络接口或者无线 通信模块等通信方式。
1 引言 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。本文设计的多路数据采集系统采用MSP430系列单片机作为MCU板的核心控制元件。MSP430系列单片机是由TI公司开发的16位单片机，其突出特点是强调超低功耗，非常适合于各种功率要求低的场合。该系统采样电路采用MSP430单片机内部12位的A／D，使系统具有硬件电路得以简单化，功耗低的特点。由于该系列较高的性能价格比，应用日趋广泛。 2 系统的基本组成和工作原理 在本数据采集系统的设计中为了提高系统智能化、可靠性和实用性，采用单片MCU和上位机传输的方法，即MCU运行在数据采集系统的远端，完成数据的采集、处理、发送和显示，上位机则完成数据的接收、校验及显示，同时上位机可对远端MCU进行控制，使其采集方式可选。MCU选用TI公司的低功耗M SP430F437，该单片机比80C51功能要强大许多，他内部不仅有8路12位A／D，而且还带LCD的驱动，节省了不少外围电路。本系统现场模拟一正弦波信号以及其他6路分压信号以供系统进行多路采样，采用ICL8038精密信号发生芯片产生一频率可变的正弦波，然后由LM331芯片实现频率到电压的转换，之间还需对信号进行调理以符合系统要求。 3 系统硬件电路设计 系统硬件总体框图如图1所示。本系统由模拟板和MCU板2块板组成，模拟板包括系统电源、正弦波信号发生模块、频率电压转化模块、信号调理模块和7路A／D的接口；MCU板包括电源及A／D接口、MCU、LCD和串口收发模块。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计 基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计 一、引言 随着科技的发展和社会的进步，数据采集和无线数据传输系统在多个领域中扮演着重要的角色。在工业自动化、环境监测、医疗健康、智能家居等应用中，数据采集和无线数据传输系统的设计和实现对于获取准确的数据和实现信息的快速传输至关重要。本文将介绍一种基于单片机的数据采集和无线数据传输系统的设计，该系统旨在实现高效的数据采集和无线数据传输，满足不同应用场景中的需求。 二、系统设计 1. 硬件设计 该系统的核心部件为单片机，可以选择常用的单片机芯片，如51单片机或者Arduino等。单片机负责实时采集传感器数据、运算处理和网络通信等基本功能。除了单片机，还需要配备一些外设传感器，例如温湿度传感器、光照传感器、气压传感器等，根据实际需求进行选择和配置。此外，还需要一块无线模块，用于实现数据的无线传输。可以选择蓝牙模块、Wi-Fi模 块或者LoRa模块等不同的无线通信模块，根据不同的传输距 离和传输速率需求进行选择。 2. 软件设计 系统的软件设计包括嵌入式程序的开发和手机APP的开发两部分。嵌入式程序主要运行在单片机上，负责数据采集和处理、网络通信等功能。可以使用C或者C++开发嵌入式程序，借助 相应的开发工具进行编写和调试。程序的开发过程需要根据传感器的种类和通信模块的类型进行相应的驱动编写和代码逻辑
设计。手机APP的开发是为了实现用户与数据采集系统的交互，可以使用Android或者iOS平台进行开发。通过手机APP，用 户可以远程获取实时数据、设定采样周期和查看历史数据等功能。 三、系统实现 在实际搭建和调试过程中，首先要根据硬件设计选购相应的硬件模块和元件。然后，进行硬件的连接和组装，包括将单片机与外设传感器、无线模块等进行连接，确保各组件之间的正常通信。接下来，在PC机上进行嵌入式程序的开发和调试，将 编写好的程序下载到单片机中进行运行。同时，进行手机APP 的开发并安装在相应的手机设备上。最后，进行系统的联调测试，检验所有功能的正常运行。 四、系统应用 基于单片机的数据采集和无线数据传输系统广泛应用于各个领域。在工业自动化中，可以将该系统应用于生产线监测、设备状态监测等方面，实现数据的实时采集和远程监控。在环境监测中，可以将该系统应用于气象站建设、大气质量监测等方面，实现对环境数据的实时监测和数据的定期上传。在医疗健康方面，可以将该系统应用于健康监测、康复辅助等方面，实现患者数据的实时采集和医生的远程监控。在智能家居中，可以将该系统应用于智能家居控制中心的搭建，实现对家居设备的远程控制和状态监测等。 五、系统展望 随着物联网和人工智能等新兴技术的发展，基于单片机的数据采集和无线数据传输系统还有很大的发展空间。未来的系统设计可以结合更多的传感器和通信模块，实现对更为复杂的数据进行采集和传输。同时，可以加入智能算法和数据分析技术，
单片机课程设计4 数据采集系统的设计 张浩然韩建民 数理与信息工程学院 2005年6月
目录 第一章计算机硬件系统概述 (1) 1．1 计算机硬件系统的组成及结构 (1) 1．2 I/O系统概述 (2) 1．3 计算机硬件系统的设计内容 (5) 1．4 计算机硬件系统的设计原则 (5) 第二章数据采集技术概述 (6) 2．1 数据采集系统的结构原理 (6) 2．1．1 数据采集系统的分类 (6) 2．1．2 数据采集系统的基本功能 (6) 2．1．3 数据采集系统的结构形式 (6) 2．2 数据采集系统设计的基本原则 (7) 2．2．1 硬件设计的基本原则 (7) 2．2．2 软件设计的基本原则 (7) 第三章数据采集系统的硬件设计 (8) 3．1 系统结构框图 (8) 3．2 系统工作原理 (8) 3．2．1 CPU 处理核心模块 (9) 3．2．2 ADC模数转换 (10) 3．2．3 液晶显示流程 (13) 3．2．4 完整的PCB版图 (15) 第四章数据采集系统的软件设计 (17) 4．1 汇编和keil c (17) 4．2 Keil C51 vs ANSI C(标准C) (17) 4．2．1 内存区域(Memory Areas)： (18) 4．2．2 变量或数据类型 (18) 4．2．3 存储类型声明和存储模式 (19) 4．2．4 Keil C51指针 (21) 4．2．5 Keil C51函数 (21) 4．2．6 中断服务 (22) 4．3 使用Keil C 时应做的和应该避免的 (23) 4．3．1 采用短变量 (24) 4．3．2 使用无符号类型 (24) 4．3．3 避免使用浮点指针 (24) 4．3．4 使用位变量 (24) 4．3．5 用局部变量代替全局变量 (24) 4．3．6 为变量分配内部存储区 (24) 4．3．7 使用特定指针 (25)
基于STC89C52单片机的多路数据采集控制系统设计 1 引言 数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示的过程。在生产过程中，可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品的质量、降低成本提供信息和手段。本文设计了一套多路数据采集系统，实施采集多现场的温度参数，系统通过RS485总线将采集到的现场温度数据传输至上位机，上位机对采集到的数据进行显示、存储，从而达到现场监测与控制的目的。 2 系统总体方案设计 数据采集系统一般包括模拟信号的采集、模数转换、传输、处理和显示。数据收集的基本手段是模数转换，它是将来自各式各样传感器的模拟量实时地、准确地测量或汇集起来，送入计算机实时处理，并输出相应的控制信号以实现对物理系统的控制或记录。 本系统不仅要满足一定精度的温度测量的基本功能，而且需要同时测量多路数据，同时考虑系统的最低成本，因此还存在多路信号的切换问题，同时系统还具有显示当前各路的测量温度值的功能以及预留通信的软硬件接口功能。本系统主要完成的功能是：同时检测多个工作现场的温度参数并将采集到的工作现场的温度参数数据传输至主控制室上位机，主控制室内的上位机对采集到的数据进行计算分析，显示不同现场的温度并进行存储。整个系统设计方案如图1所示。
图 1 多路数据采集与控制系统设计方案 3 系统硬件电路设计 单片机是整个电路中最核心的元件，本文采用的是STC89C52单片机。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，其与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。 目前，国际上的温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化的方向飞速发展。DS18B20是由美国DALLAS公司提供的一种一线总线系统的数字温度传感器[1]，其采用一线总线(I-Wire Bus)技术，采用一单根信号线，既传输时钟，又传输数据，而且数据传输是双向的，其具有线路简单，减少硬件开销，成本低廉，便于总线的扩展和维护等优点。 图2为DS18B20与STC89C52单片机的连线图，在图中DS18B20芯片中DQ 为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 图2 DS18B20与AT89S52单片机的连线 RS485总线是工业应用中非常成熟的技术，是现代通讯技术的工业标准之一，RS485总线用于多站互连十分方便，用一对双绞线即可实现，由于采用平 衡发送和差分接收，即在发送端，驱动器将TTL电平信号转换成差分信号输出；
基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计 基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计 近年来，随着科技的不断发展，对于数据采集系统的需求越来越大。数据采集系统能够将各种外部信号转换为数字信号，并传输到电脑中进行处理和分析，广泛应用于工业控制、物联网、仪器仪表及自动化等领域。本文将介绍一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案。 1. 系统硬件设计 该多路数据采集系统设计方案的硬件主要包括传感器模块、数据采集模块以及计算机连接模块。 传感器模块：传感器模块负责采集外部信号，并将其转换为电信号。根据不同的测量需求，选择合适的传感器模块，如温度传感器、湿度传感器等。 数据采集模块：数据采集模块使用单片机作为核心，通过模拟转换器将传感器模块转换得到的电信号转换为数字信号。具体地，单片机通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号， 并通过串口通信将数据传输给计算机。 计算机连接模块：计算机连接模块使用串口连接单片机和计算机，通过串口通信实现数据传输。在计算机上安装LabVIEW应用程序，通过LabVIEW程序来控制和监测数据采集 系统。 2. 系统软件设计 该多路数据采集系统设计方案的软件主要包括单片机程序设计和LabVIEW程序设计两部分。 单片机程序设计：单片机程序设计主要实现对传感器模块的数据采集和数字信号的转换，然后通过串口通信将数据发送
给计算机。首先，通过单片机的GPIO口读取传感器模块采集 的信号，然后使用AD转换器将模拟信号转换为数字信号，最 后通过串口通信将采集到的数据发送给计算机。 LabVIEW程序设计：LabVIEW程序设计则主要用于接收串 口传输的数据，并进行数据处理和显示。在LabVIEW中，可以使用串口通信工具箱来进行串口通信的设置。通过设置串口参数和接收数据的方式，可以实时接收并显示采集到的数据。同时，LabVIEW也提供了数据处理和分析的功能，可以对采集到 的数据进行滤波、变换、绘图等操作。 3. 系统实施与应用 在实际应用中，可以根据具体需求对系统进行扩展和优化。例如，可以增加ADC模块以支持更多的传感器接入；可以使用无线方式实现数据传输，提高系统的灵活性和可移动性；还可以使用LabVIEW的虚拟仪器技术，实现对系统的远程监控和控制。 多路数据采集系统的应用非常广泛。在工业控制领域，可以使用该系统进行温度、湿度、压力等参数的实时监测和控制。在物联网领域，可以使用该系统进行环境数据的采集和传输，制定相应的控制策略。在仪器仪表及自动化领域，可以使用该系统进行实验数据的采集和处理，提高实验效率并降低人力成本。 综上所述，基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案能够灵活应用于各个领域的数据采集需求。通过该系统的实施与应用，可以实现数据自动化采集、实时监测和远程控制，为科研和生产提供强有力的支持 综合单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案，可以满足各个领域的数据采集需求。该系统具有灵活性和可扩展
单片机多路数据采集控制系统课程设计报告 叶醒Xb09610118余希Xb09610120 一、设计目地 运用单片机原理及其应用等课程知识，根据题目要求进行软硬件系统地设计和调试，从而加深对本课程知识地理解，把学过地比较零碎地知识系统化，比较系统地学习开发单片机应用系统地基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定地提高. 二、设计要求 用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下： 基本部分： 1．可实现8路数据地采集，假设8路信号均为0~5V地电压信号. 2．采集数据可通过LCD显示，显示格式为[通道号] 电压值，如[01] 4.5. 3．可通过键盘设置采集方式：单点采集、多路巡测、采集时间间隔. 4．具有异常数据声音爆晶功能：对第一路数据可设置正常数据地上限值和下限值，当采集地数据出现异常，发出报警信号. 选作功能： 1.异常数据音乐报警. 2.可输出8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制地流程为： 三、总体设计 我们选择单片机与A/D转换芯片结合地方法实现本设计.使用地基本元器件是：AT89C52单片机，ADC0809模数转换芯片，LCD显示器，按键，电容，电阻，晶振等. 数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成.A/D转换由集成电路ADC0809完成.ADC0809具有8路拟输入端口，地址线（23~- 25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D换.22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存.6脚为测试控制，当输入一个2uS宽高电平脉冲时，就开始A/D转换.7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平.9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出.10脚为0809地时钟输入端.单片机地P1.5~P1.7、P3端口作1602液晶显示控制.P2端口作A/D转换数据读入用，P0端口用作0809地A/D转换控制. 通过对单片机p3.5口置低电平控制LED亮灯，p3.4口置高电平时蜂鸣器报警.
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
电气与信息学院 毕业设计（论文）开题报告 题目名称：报告人：专业班级：指导教师：单片机控制的多路数据采集系统设计 肖辉强 电子0442 ***
毕业设计(论文)开题报告的要求 1．内容要求： 开题报告应包括“课题的目的和意义”、“文献综述”、“研究（设计）内容和拟解决的关键问题”、“研究（设计）方案与进度计划安排”、“预期结果和创新成果”、“成文时间和提交成果形式”和“参考文献目录”等内容，不少于3000汉字。 2．排版要求： 开题报告必须采用计算机双面打印，其具体排版要求如下： （1）版面要求：A4纸张，边距为：上边距、下边距和左边距均为2.5cm, 右边距2.0cm，左侧装订； （2）页码在页面下侧居中； （3）一级标题四号宋体，加黑，顶格，二级标题小四号宋体，加黑，缩二格，正文为小四号宋体，1.5倍行距，具体样式为： （4）封面参见样式
《单片机控制的多路数据采集系统设计》开题报告 一、课题的目的和意义 1、研究目的 （1）、建立基于单片机数据采集系统模型、选用适宜的硬件电路和软件方法，对数据采集系统各模块进行研究，获取一定的开发经验，为更近一步的研究、开发基于单片机的多路数据采集系统奠定一定的基础。 （2）、我选择《单片机控制的多路数据采集系统设计》这个课题作为毕业设计，其主要目的是想通过此次课程设计进一步学习和巩固模电、数电、单片机及其相关的知识，并能在设计过程中综合运用所学的知识内容，进一步熟悉和掌握单片机的内部结构及其外围电路的设计，掌握基本专业软件的使用，掌握基本电路的运用，掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力，提高综合运用所学知识解决相关问题的能力，为即将进入社会参加工作打下坚实的基础。 2、研究意义 人们对数据信息采的原始方法基本是通过笔和纸来记录，这种方法是简单易行、方便可靠。但是这种方法的缺陷也比较突出，速度慢、对人力资源的要求高、采集周期长等。这些缺点都将限制数据采集在各领域的应用。 随着科学技术的飞速发展和普及，基于单片机的数据采集系统应运而生，数据采集系统迅速得到广泛应用，它渗透到工业、地质、医疗器械、通讯等各个领域，为获取信息提供了良好的基础。比如在工业控制系统中，除了控制单元和执行单元外，还必须有反馈环节。在反馈环节中，最重要的就是对数据的采集。在生产过程中应用这一系统，可以实现对现场各种参数的采集、监视和记录，为安全生产、提高产品质量，以及降低成本和减少损失提供信息和手段。在家电领域中，类似冰箱、空调、洗衣机等，其对温度和水位等数据的采集都是基于单片机控制的。基于单片机控制的数据采集系统在各领域的重要性和革新意义，细致的研究单片机控制的数据采集系统各模块具有十分重大的意义。 目前，国外对于数据采集技术基本成熟，数据采集系统的主要技术要点在于它的准确性、精确度和时效性。我国在该方面做的还不够完善，因此，加强对数据采集的研究有重要意义。而研究单片机控制的数据采集系统具有普遍性，因此，单片机控制的数据采集系统具有重大研究意义。
目录 1.绪论 (1) 1.1 课题研究的意义 (1) 1.2 数据采集技术的发展历程和现状 (1) 1.3 本文的研究内容 (2) 1。4 系统设计涉及的理论分析 (2) 2.系统设计 (4) 2.1方案选择 (4) 2。2系统框图 (5) 3.单元电路设计 (6) 3.1信号调理电路 (6) 3.2高速Ａ／Ｄ模块 (7) 3。3 FPGA模块设计 (8) 3。4MCU模块设计 (8) 3.5数据采集通道总体原理图 (9) 3.6硬件电路总体设计 (9) 4。软件设计 (10) 4。1 信号采集与存储控制电路工作原理 (10) 4.2 信号采集与存储控制电路的FPGA实现 (11) 4.3 原理图中的各底层模块采用VHDL语言编写 (12) 4。3。1三态缓冲器模块TS8 (12) 4.3。2分频器模块fredivid (13) 4.3.3地址锁存器模块dlatch8 (14) 4。3.4地址计数器模块addrcount (15) 4.3.5双口RAM模块lpm_ram_dp (16) 4.4 数据显示模块设计 (18) 4。4.1 主程序 (18) 4。4。2 INT0中断服务程序 (19) 4。4.3 INT1中断服务程序 (19) 4。5软件仿真 (20) 4.5.1三态缓冲器模块TS8 (20) 4。5.2分频器模块fredivid (20) 4。5。3地址锁存器模块dlatch8 (20) 4.5。4地址计数器模块addrcount (21) 5。系统调试 (21) 5.1 单片机子系统调试 (21) 5。2 FPGA子系统调试 (22) 5.3 高速A/D模块的调试 (22) 6 总结 (22) 致谢 (22) 参考文献 (23) 附录 (25)
课程设计报告书 课程名称：单片机原理及应用 课题名称：单片机数据采集系统 专业： 班级： 学号： 姓名： 成绩：
2010年6月13日 设计任务书 1 一秒钟采集一次。 2把INO 口采集的电压值放入30H单元中。 3做出原理图。 4画出流程图并写出所要运行的程序。 二、设计方案及工作原理 方案：1.采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。 2.能够顺序采集各个通道的信号。 3.采集信号的动态范围：0〜5V。 4.每个通道的采样速率：100 SPSo 5.在面包板上完成电路，将釆样数据送入单片机20h〜 27h存储单元。 6.编写相应的单片机采集程序，到达规定的性能。 工作原理： 通过一个A/D转换器循环采样模拟电压，每隔一定时间去采样一次，一次按顺序采样信号。A/D转换器芯片AD0809将釆样到
的模拟信号转换为数字信号，转换完成后，CPU读取数据转换结果，并将结果送入外设即CRT/LED显示，显示电压路数和数据值。
第一章系统设计要求和解决方案第二章硬件系统 第三章软件系统 第四章实现的功能 第五章缺点及可能的解决方法第六章心得体会 附录一参考文献 附录二硬件原理图 附录三程序流程图
河南机电高等专科洋校课程设计报告 -1 - 第一章系统设计要求和解决方案 根据系统基本要求，将本系统划分为如下几个部分： •信号调理电路 • 8路模拟信号的产生与AQ 转换器 •发送端的数据采集与传输控制器 •人机通道的接口电路 •数据传输接口电路 数据釆集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D, 单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC 或其它设备）组成。系统框图如 图1-1所示 LED 」 \ 心 亠~心 做理 1/ ADC y 按口 MCU 换接口 PC 图1-1 一般系统框图 1.1信号采集分析 被测电压为0〜5V 直流电压，可通过电位器调节产生。 1.1.1信号采集 多路数据采集系统多釆用共亭数据釆集通道的结构形式。 数据釆集方式选择程序控制数据釆集。 程序控制数据釆集，由硬件和软件两部分组成。，据不同的采集需要，在程序 存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可 通过编新的程序，以满足不同釆样任务的要求。如图1-3所示。 程序控制数据采集的采样通 道地址可随意选择，控制多路传 输门开启的通道地址码由存储器 中读出的指令确定。即改变存储 器中的指令内容便可改变通道地 址。 由于顺序控制数据釆集方式 缺乏通用性和灵活性，所以本设 计中选用程序 控制数据釆集方 式。 采集多路模拟信号时，一般用多路模拟开关巡回检测的方式，即一种数据釆 集的方式。利用多路开关（MUX ）让多个被测对象共用同一个釆集通道，这就 是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时，A/D 转换器前端还需加采样