基于单片机的数据采集

基于STM32F103单片机的数据采集系统设计本文。

在现代科技快速发展的时代背景下，数据采集系统作为信息获取的重要手段之一，已经成为各行业必备的工具之一。

STM32F103单片机作为一款性能稳定、功能强大的微控制器，被广泛应用于各种数据采集系统中。

本文将以STM32F103单片机为基础，探讨其在数据采集系统中的设计原理、实现方法以及应用案例，旨在为同行业研究者提供参考和借鉴。

一、STM32F103单片机概述STM32F103单片机是意法半导体公司推出的一款32位MCU，采用ARM Cortex-M3内核，工作频率高达72MHz，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。

在各种嵌入式系统中，STM32F103单片机的应用十分广泛，特别适用于需要较高计算性能和功耗要求低的场景。

二、数据采集系统概述数据采集系统是一种用于采集、处理和传输数据的系统，通常由传感器、数据采集设备、数据处理单元和通信模块等组成。

在工业控制、环境监测、医疗诊断等领域，数据采集系统扮演着重要角色，能够实时监测各种参数并进行数据分析，为决策提供数据支持。

三、STM32F103单片机在数据采集系统中的应用1. 数据采集系统设计原理数据采集系统的设计原理包括数据采集、数据处理和数据传输等环节。

在STM32F103单片机中，可以通过外设接口如ADC、UART等模块实现数据的采集和传输，通过中断和定时器等功能实现数据的处理和分析，从而构建完整的数据采集系统。

2. 数据采集系统实现方法基于STM32F103单片机的数据采集系统的实现方法主要包括硬件设计和软件编程两个方面。

在硬件设计方面，需要根据具体需求选择合适的传感器和外设接口，设计电路连接和布局；在软件编程方面，需要利用STM32CubeMX等工具进行初始化配置，编写相应的驱动程序和应用程序，实现数据的采集、处理和传输。

3. 数据采集系统应用案例以环境监测系统为例，我们可以利用STM32F103单片机搭建一个实时监测空气质量的数据采集系统。

课设之基于单片机的数据采集系统设计随着科技的飞速发展，数据采集系统也在逐渐普及。

而基于单片机的数据采集系统设计，是一种简单、可靠、成本低的方案。

一、系统概述数据采集系统是通过采集各种物理量（如温度、湿度、压力等）的信号，将其转换成数字信号，并进行处理和存储，从而实现对物理量的监测、控制和分析。

基于单片机的数据采集系统，是利用单片机的时序控制、数字转换和通信等功能，对物理量进行采集和处理的系统。

二、系统组成基于单片机的数据采集系统主要由传感器、信号调理电路、单片机、存储器和通信模块等组成。

其中：1.传感器：根据需要采集的物理量不同，可以选择多种类型传感器，如温度传感器、湿度传感器、气压传感器等。

2.信号调理电路：对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，使其符合单片机的输入要求。

3.单片机：选用低功耗、高集成度、性能稳定的单片机，进行数据采集和处理，并实现控制和通信等功能。

4.存储器：将采集到的数据进行存储，以便后期分析和处理。

5.通信模块：将采集到的数据通过串口、CAN、以太网等方式发送到远程计算机或其它设备，并实现数据交互和共享。

三、系统设计在设计基于单片机的数据采集系统时，需要进行如下步骤：1.选择合适的单片机：比较常用的单片机有STC、AVR、PIC、ARM 等，需根据具体需要进行选型。

2.设计信号调理电路：选择合适的电路元件（如运放、滤波电容、电阻等），进行电路设计和仿真，需要考虑到信号质量、成本和体积等因素。

3.编写单片机程序：根据需要，编写适合的程序，实现对信号的采集、处理、存储和通信等功能。

4.调试和测试：对完成的数据采集系统进行调试和测试，查看系统的稳定性、精度和响应时间等指标是否达到要求。

四、应用案例基于单片机的数据采集系统，广泛应用于自动化控制、实验室测量、环境监测和智能家居等领域，如温度、湿度、光照、气压和土壤含水量等的监测等。

例如，在环境监测中，基于单片机的数据采集系统可以采集空气质量、气压、温度、湿度等多项指标数据，通过数据分析和处理，提供科学依据和决策支持，实现环境保护和生态安全等目标。

《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言在现代化工业和科技应用中，数据采集扮演着举足轻重的角色。

为了满足多路数据的高效、准确采集需求，本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。

该系统设计旨在实现多通道、高精度的数据采集，为工业自动化、科研实验等领域提供可靠的解决方案。

二、系统设计概述本系统设计以单片机为核心控制器，结合LabVIEW软件进行数据采集、处理和显示。

系统采用模块化设计，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块以及LabVIEW上位机显示模块。

通过各模块的协同工作，实现多路数据的实时采集和监控。

三、硬件设计1. 单片机选型及配置系统采用高性能单片机作为核心控制器，具有高速运算、低功耗等特点。

单片机配置包括时钟电路、复位电路、存储器等，以满足系统运行需求。

2. 数据采集模块设计数据采集模块负责从传感器中获取数据。

本系统采用多路复用技术，实现多个传感器数据的并行采集。

同时，采用高精度ADC（模数转换器）对传感器数据进行转换，以保证数据精度。

3. 数据传输模块设计数据传输模块负责将采集到的数据传输至单片机。

本系统采用串口通信或SPI通信等方式进行数据传输，以保证数据传输的稳定性和实时性。

四、软件设计1. 单片机程序设计单片机程序采用C语言编写，实现对传感器数据的采集、处理和传输等功能。

程序采用中断方式接收数据，避免因主程序繁忙而导致的漏采现象。

2. LabVIEW上位机程序设计LabVIEW是一种基于图形化编程的语言，适用于数据采集系统的上位机程序设计。

本系统采用LabVIEW编写上位机程序，实现对数据的实时显示、存储和分析等功能。

同时，LabVIEW程序还具有友好的人机交互界面，方便用户进行操作和监控。

五、系统实现及测试1. 系统实现根据硬件和软件设计，完成多路数据采集系统的搭建和调试。

通过实际测试，验证系统的稳定性和可靠性。

2. 系统测试对系统进行实际测试，包括多路数据采集的准确性、实时性以及系统的稳定性等方面。

扰能力强等特 点 。 ２ 设计过程 （ １）系统框图 （ 图１）。 （ ）工 作原 理 。 该数 据采 集 卡 （ 度 ）的 设计 电路 由Ａ Ｄ ２ 温 ／ 转
入 信 号 由 单 片 机 ３睇 的 六 分 频 晶 振 频 率 得 到 ２ ｚ 钟 。 用 ０ ＭＨ 时 Ａ Ｃ８９ Ｄ ０ ０ ￣足了模拟信号Ａ Ｄ ／ 转换的需要 。 单片机控制模块 主要 由Ａ ８Ｃ ２ Ｔ ９ ５及附加 电路组成 。Ａ ８Ｃ ２ Ｔ ９ ５是单 片Ｃ Ｓ 位 ，８ ＭＯ ８ 通道 多路逐 次逼近转换 器 ，可与微机 兼容 。其存储 器 容量 为８ 的普通 型的二 倍 ，扩展 运 用具 有灵活 的设计空 问 ， 制 Ｋ 控 精 度高 ，性能稳定。Ｐ 作 为信 号的输入端 口．Ｐ端作 为控制选择信 Ｏ ２ 号 的路径 ，Ｐ ．— ３ 端 口作 为四位Ｌ Ｄ ３ Ｐ． ｏ ３ Ｅ 数码管显 示控制 ，Ｐ 端 为输 ｌ 出 ，用 Ｔ ，ＷＲ 为选 择单 路， １ 作 循环 和通道 选择 ，Ｒ 曦 上 电复位 电 ｓ 路 ， ９ ５采用 内部 时钟 方式 ，故在Ｘ Ａ １ Ｘ Ａ ２ ８Ｃ２ Ｔ Ｌ ， Ｔ Ｌ 引脚外接 一振荡 电路 ，Ａ Ｅ Ｄ ００提供２ ｚ Ｌ 为Ａ Ｃ ８９ ＭＨ 的频率 ’ 。
换 、数据 处理及显 示控制 等组成 ，电路原理 图如 图２ ／ 转换 由集 。Ａ Ｄ 成电路０ ０ 完 成。０ ０ 具有８ 模拟输入端 口 ，地址线 （ ３ ２ 脚 ） ８９ ８９ 路 ２～５ 可决 定对哪一路模拟 输入作Ａ Ｄ ／ 转换 。２ 脚 为地址 锁存控制 ，当输入 ２
ＰＰ Ｎ 分别控制。 Ａ ８ Ｃ ２ 片机的时钟 信号通 常有两种形式 Ｔ ９ ５单 ：一 种是内部时钟 方 式 ，另 一 种 是 外 部 时 钟 方 式 内 部 时 钟 方 式 是 在 单 片 机 的 Ｘ Ａ １ Ｔ Ｌ ￣脚 外接石 英晶体 ，就构 成了 自激振 荡并在单 片机 Ｔ Ｌ 和Ｘ Ａ ２ Ｊ Ｉ

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AbstractThis 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 transmission1.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。

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浅谈基于单片机 的数据 采集系统
彭 文广 张 秀 红
（ 、 药集 团有 限公 司 ， 龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ２ 哈 药 集 团 中药 二 厂， 江 哈 尔滨 １０ １ ） １哈 黑 ５ ００ 、 黑龙 ５０ ０
摘 要： 随着科学技 术的发展， 数据采集技 术被普遍认 为是现代科学研 究和技 术发展的一个重要课题 ， 它在工业测控以及试验 室研究方面的应 用非常广泛。一方面， 数据采集 系统向着高精度、 高速度 、 稳定可靠和集成化的方向发展 ； 另一方面， 数据采集系统也向着实时系统方向发展 ， 特别是 逻 辑 和 时序 要 求 比较 高的 系统 。 文设 计 了一 款 基 于 串 口的数 据 采 集 系统 ， 本 包括 上 位机 软 件 与 下住 机 的 硬 件 电路 。 适 用 于 中小规 模 的 数据 采 集 任 其
务 与后 期 的 数据 处 理 。 关 键 词 ： 据 采 集 系统 ： 通 信 ： 片机 数 串行 单
２ ／ ． Ａ Ｄ转换 电路 ２ 数据采 集系统 中的通 讯方式 一般 采用 串 【的 Ｊ ． 表 １ 串 口线 的信 号 内容 方式， 它也是目前已经应用的最普遍的通信方式． ． 模 数转 换 ＡＤ ０ ０ ，一个 ８ Ｃ８４ 位 １ 数据采集系统中的发展趋势 全 ＭＯ Ｓ中速 ＡＤ 转 换器 、它是 逐次 ／ １ 国外发展趋 势 ． １ 逼近式 ＡＤ 转换 器 ， 以和单 片机直 ／ 可 串行接 口技术在国外已经得到 ｒＪ泛的应 接连接， ‘ 单通道输入。 需要注意的是， 用 ，在 工业 自动化 方面也是 应用最早 的通讯 方式 ， ＡＤ ０ ０ 工作时必须有工作时钟 ， Ｃ８４ １： 串行通信是一种把二进制数据按位传送的通信 方 作 时 钟 可 以直 接 在 Ｃ Ｋ Ｎ 与 Ｃ Ｋ ＬＩ ＬＲ 式 ， 以它所需 要的传 输线 条数 极少 ， 别适 用于 两 支引脚 外接 Ｒ 所 特 Ｃ电路 产生 频率 。 分级、 分层和分布式数据采集系统以及远程通信。 Ａ Ｃ ８４存 Ｃ ＫＩ Ｃ Ｋ Ｄ ００ Ｌ Ｎ和 Ｌ Ｒ两 支引 １ ２国内数 据采 集与 串行 通信 技 术 的发展 趋 脚外 接 Ｒ Ｃ电路产 生频 率时 ，其转 换 ． 势 肘问大约 为 １１ 。 以在本系统 中 ／． １ 所 ＲＣ 随着 串行 接 口的发 展 ，Ｓ （ ｎｖｒ ｌＡ ｒ ｌ 的 Ａ Ｃ ８４的外接 电阻为 １Ｋ、 Ｕ Ｂ Ｕ ｉ ｓ ｅｉ ｅａ ａ Ｄ ００ ０ 电容 Ｂｓ ｕ， 通用串行总线） 以其支持热插拔 、 即插即用、 接 为 １０ｆ 转换频 率就 大约是 ， 换 ５ｐ， 其 转 口体积小巧和低成本等优点受到越来越多的硬件 时 间 约 为 １５ ｓ 这 些 参 数 是 编 写 ． ｕ。 ６ 厂商的支持。随着 Ｕ Ｂ ．版本的发布， Ｓ Ｓ２ ０ Ｕ Ｂ将会 ＡＩ采样 程序 的重要依据 。 ／ ） 温 度显示 电路 越来越流行， 现今已经成为一种新的标准接ｕ。 ２硬 件 电晓 营 十 体 Ｄ １ Ｂ ０与 Ａ ８ Ｓ ２ Ｓ ２ ８ Ｔ ９ ５ 的连接 基 于串 口的数 据采集系 统在硬什 电路 上采用 因为足“ 一线总线”使用方法简单 ， 的一 片 Ａ ８ Ｓ ２ Ｔ ９ ５ 主控 芯片 ，它主要 负责处理 ＡＤ 单 片机的一 个脚来读取 数据和写人 指令 ／ 转换器送来的信号、 实时数据显示和把这些数据通 的是 连接 地线 和电源线就 可以使用 ， ２ 示。 如图 所 ＜＝＝ ＤＳ ８ ２ １Ｂ ０ 过串口送给上位机进行进一步的处理， 并且负责执 ２ Ｓ ２ ２ 口原 理 ，Ｒ 一３ 接 ４ 行上位机的通过串口 传送来的指令， 它是整个系统 串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标 的控制核心， 如图 １ 所示。其中芯片ＡＤ ０ ０ Ｃ ８４主 准接 口 ， 同的 设备可 以方便地 连接起来 进行通 使不 ＶＣＣ ＧＮＤ 要负责把传惑踹 羞 来的溪拟信号 转换成 信号， 讨 。Ｒ 一 ３一 ｔ Ｓ ２ ２ Ｃ接 口（ 又称 ＥＡ Ｒ 一 ３ 一： 目前 Ｉ Ｓ ２ ２ （是 ｌ 图 ２ Ｄ １ Ｂ ０与 ＡＴ ９ ５ Ｓ８２ ８ Ｓ ２的连 接 并送到主窿芯片 Ａ ８ Ｓ ２ Ｔ ９ ５ 中进行处理。进而把数 最常用 的一种 串行通汛 接 。在 Ｒ 一 ３ 一 中任 Ｓ２２Ｃ 据显示在 Ｌ Ｍ显示屏上 ，数据是由 Ａ ８ Ｓ ２的 何 一 言 Ｃ Ｔ９５ 条ｆ号线的电压均为负逻辑关系 即： ， 逻辑“” 这 个继 电器可 以控制某个 电动机 ，让其停 止工 作 ； ｌ Ｐ ２口通过并行的方式传送到 Ｌ Ｍ的。Ｌ Ｍ是作 为 一 到 一 ５ ； 逻 辑 ‘ 为 ＋ 到 ＋ ５ 或是 去控 制某 个加热 设备 ，进而 形成 —个恒 温 系 Ｃ Ｃ ３ １Ｖ ’ ３ ｌＶ。 这 为—个单独的显示硬件， 它之所以能够将外来的数 Ｒ 一 ３ 一 Ｓ ２ ２ Ｃ最常用的 ９条引线的信号内容如下表 统 ， 就矍取 决于使用 者的实际月 途了。 ３结论 据转换成文字显示出来， 是通过写存单片机中的硬 １ 示 、 所 本文提出了一种以单片机为核心的集散型数 件驱动程序和控制程序来实现的。 温度检测模块采 ２ ５液晶 示部分 电路 用了数字式温度传感器 Ｄ ＩＢ ０ Ｓ ８ ２ ，它行只需要一 奉 ｌ系统 的娃示部分 采Ｈ 了一 块液 晶显示模块 据采集系统。下位机以单片机为核Ｊ啦 制芯片， ｊ ０ 完 在总体设 条线 与 单片机 进行通讯 ，节约 了单 片机的 １ １ 米实现， ／ Ｉ。 Ｏ－ 考虑到数码管耗电量大、 显示的字符单一 成了从数据采集到数据显示和通信任务。 而且外部无需再连接任何器件， 就连电源也可以从 而被否定 ｒ。 ： 根据数据采集系统的基本原理进行了模块化 本液晶的型号为ＯＣ Ｊ２ ３ Ｃ ３其 计 ｊ， Ｍ １２ ２ 一 ， 数据信号线上取得 ，转换的精度为０ ： ５ ，量程为 内部 自带 汉字 库 ， 略 了汉字 取模 的过程 ， 与 的设 计思想 ，使 整体 的制作 以及调试 过程 进行 顺 省 实现 利 ５ ％至 ＋ ２ ％ ， 在硬件方 面开销最 小 的温 度 单片机 连接 简 单化 。 ５ １５ 它是 参考文献 采集模块。 ２ 报警 电路硬 件 ． ６ ２ 最 小系统 设计 ｌ 报警 部分的主 要硬件就 是 蜂呜器 ，还有 ｆ阿 ￣． Ｃ ５ ｌ ＭＳ － １系列单片机应用系统设计 北 单片机正 常工作 ， 完成最 小系统 的搭建 ， 两个高亮 的蓝色 发光二极管 。 要注意 的就 是蜂鸣 京 ： 需要 北京舨＿ 空大学 出版社 ，９ ３１－３ 天航 １３ ：２ １． 需 包括了： 芯片供电电源、复位电路和和振荡电路 器的电流需求比较大， 虽然采片 已经是 ５ ｊ Ｖ的小蜂 ［Ｉｔ ｆｃ ｇｔｅｓｒ ｌ Ｓ ３ ｏ［ＢＯ ｌ ｔｄ ２ ｎｅ ａｉ ｈ ｅ ａＲ ２ ２Ｐ ｎＥ ／Ｅ，ｈｔ ／ ］ ｒ ｎ ｉ／ ｌ ｂ ｏ ｇ ｌｇ ｏｇ ｒｉ ｓ ｉ ． ｍ， ０ ６ ＆ ｃ ｓ ｌｅ ａ ｈ Ａｍｅ 公司Ａ ８ Ｓ２单片机 ， ｔ ｌ Ｔ ９５ 一种低功耗、 高性能 鸣器了， 但是单片机的驱动能力还是不能直接的就 ￣ ｗ．ｅｙ ｎ ｄｏ ｉ．ｒ／ｅ ａ／ ｒ １ ｔ ２ ０ ， Ｃ ＯＳ８位微 控制器 ， Ｍ 具有 ８ 的在系统 可编 程闪 ｆ 响起来 。这只需接 个达林顿管 就 可以 ， 鼹个 Ｋ 张友德． 单片微型计算杌原理、 应用与实 验嗍 上 它 朋 海 ： 海复旦 大学 出版社 ，９ ２８ １． 上 １９ ：－２ 存存储器。实现最小系统在 ＭＣ Ｕ上的引脚连接 极 管 可以代 替 为 ：ｃ ４ 脚 臌 ＋ Ｖ电源 。 ｓ ２ 脚 讨 地。 Ｅ Ｖ ｃ（ ｏ ５ Ｖ ｓ（ ０ 妾 Ａ ２ 继 电保护部 分 ． ７ 『王志宏． ４ ｌ 单片机与 Ｐ Ｃ机的 串口通讯 北京： 现 ２０ ：５２ ／ ｐ ３ 脚） ＋ Ｖ电源 ， Ｖ ｐ（１ ： ５ 接 这样才町以使用片内的 设计电路是一个用 ５ Ｖ米控制 ２０ ２ Ｖ的继电 代电子技 术 出版社 ．０ ０２－ ７ ５ Ｉ ＿ ｓ ｌ ａｉ Ｖ ｕ ｃ 北 京： Ｒ Ｍ。 Ｔ Ｌ （ 脚 ） Ｔ Ｌ （ 脚 讨 晶振 再配合 器 ， Ｏ ．Ｘ Ａ Ｉ ９ 、Ｘ Ａ ２１ １ ８ 妾 控制芯片还 是 Ａ ’ Ｓ ２ １ ９ ５ 。一个数据采 集系统 需 Ｉ范￣ ． ｉ ａ Ｂ ｓ 与分布式监 控 系统Ｆ ８ 接两个小电容 ， 电容经典值是 ３ Ｐ ， ０ Ｆ品振的值最大 要直接对数据进行判断进而做出最 ｝的反映， ２ ０． 失 首先 清华大学出版社，０ ２ 可以选择 ３ ＭＨ ， 中要 川到 串 口通 讯 ， 了产 可能要 抛、该是断电保护， ３ Ｚ 系统 为 保障整个系统不至于 生标准的波特率选用 １． ９ ＭＨ ０ ２ Ｚ的晶振较为合 由于过大的冲击而损坏。 １５ 这里需要注意的和蜂呜器 理 。Ｒ ＴＶ Ｄ９脚 ）单片机 复位脚 ， 人离 电平单 样 ， 要两个 极 管来做 电流的放 大。 ！ 序 中 Ｓ ／Ｐ （ ： 输 需 程 片机 复位 ， 应电路起 到了开关作 川。 相 把 与报警 音 同时触发 ，这也 符 合 一般盼 隋况。 ｝ Βιβλιοθήκη ｆ ｊ 一

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。

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。
数据采集和上传任务：
按键处理任务：
显示任务：
初始启动LOGO姓名学号功能在显示任务中实现，之后进入界面选择的循环程序中等待按键选择。
功能1流水灯在按键任务中实现，调用RunLsd()函数；状态和数据显示在DrawScreen1函数中实现；
功能2在DrawScreen2中实现，并使用航向角为参数调用SetPWMLight函数调节LED亮度；
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
系统框图：
通过AD软件绘制原理图：
软件系统：
1.STM32开发的集成开发环境（IDE）：KEIL（ARM）公司提供的MDK
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）。

基于单片机的CAN总线数据采集设计与实现随着物联网和智能化技术的发展，嵌入式系统在日常生活中的应用越来越广泛，其中基于CAN总线的数据采集系统受到了广泛关注。

CAN总线是一种分布式实时控制网络，具有可靠性高、传输速率快等特点，适合用于工业控制、车辆通讯、航空航天等领域。

本文将介绍一种基于单片机的CAN总线数据采集系统的设计与实现方法。

一、系统设计本系统的硬件组成包括STM32F103单片机、CAN总线模块以及传感器模块。

其中，STM32F103是一款高性能低功耗的32位微控制器，具有强大的计算和通讯能力；CAN总线模块可以实现CAN总线的发送和接收功能；传感器模块用于采集环境数据，例如温度、湿度、压力等。

系统设计流程如下：1. 确定系统功能和需求。

2. 选取合适的硬件和软件平台。

3. 设计硬件电路并连接。

4. 选择适合的编程语言和开发工具。

5. 编写程序实现系统功能。

二、系统实现1. 硬件连接本系统的硬件连接如下图所示：（图片来源于网络）（1）Keil uVision5Keil uVision5是一款集成开发环境（IDE），支持多种处理器架构，包括ARM、Cortex-M、8051等。

它集编译器、调试器、仿真器、IDE于一身，支持多种编程语言和工具链。

（2）STM32CubeMXSTM32CubeMX是一款自动生成STM32微控制器初始化代码的软件工具，可以快速构建STM32的应用程序。

（3）CAN analyzerCAN analyzer是用于监控和分析CAN总线的软件工具，可以捕获CAN总线数据，并以图表的形式展示出来。

3. 系统程序设计（1）初始化CAN总线模块在程序中首先需要初始化CAN总线模块，确定传输速率、过滤规则等配置。

（2）读取传感器数据然后需要读取传感器数据，可以使用外部中断或者定时器中断的方式进行采样，获取环境数据并存储到变量中。

（3）将数据发送到CAN总线最后需要将采集到的数据发送到CAN总线，使用CAN总线模块的发送函数将数据打包成CAN数据帧发送出去。

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 SYSTEMBASED ON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTData 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目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1研究背景及其目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究的主要内容 (2)2系统总体方案设计 (4)2.1系统总体设计方案 (4)2.2系统总体框图 (4)2.3硬件系统方案设计 (4)2.3.1单片机的选择 (5)2.3.2信号衰减和放大电路 (5)2.3.3A/D模数转换器的选择 (6)2.3.4显示部分 (6)2.4软件系统方案设计 (6)2.5本章小结 (7)3硬件电路设计 (8)3.1电源部分 (8)3.2信号调理部分 (10)3.3信号采样 (12)3.4系统控制部分 (12)3.5本章小结 (14)1绪论1.1研究背景及其目的意义最近几年，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。

基于单片机的多路数据采集系统设计学生：XXX 指导教师：XXX内容摘要：本设计介绍了基于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AT89S52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。

8路被测电压通过模数转换器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，并将转换后的数据通过串行口MAX232传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。

软件部分应用VC++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 MAX232Data acquisitionAbstract: This article 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 AT89S52, 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 through MAX232.the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with VC++. 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.Keywords:data acquisition AT89C52 ADC0809 MAX232目录前言 (1)1 数据采集 (1)1.1 数据采集系统 (1)1.2 方案论证 (2)1.2.1 A/D模数转换的选择 (2)1.2.2 单片机的选择 (3)1.2.3 串行口的选择 (3)1.2.4 显示部分 (3)1.2.5 按键 (3)2 硬件部分 (5)2.1 主机部分 (5)2.1.2 单片机 (6)2.1.3 LED数码显示器的应用原理 (8)2.2 从机部分 (9)2.2.1 从机的电路原理图设计 (9)2.2.3 模数转换器ADC0809 (12)3 软件部分 (15)3.1 主机程序设计 (15)3.1.1 主程序 (15)3.1.2 向串口发送数据子程序 (16)3.1.3 键盘扫描子程序 (17)3.1.4 LED显示程序 (18)3.1.5 主机串口接受中断子程序 (19)3.2 从机部分程序设计 (20)3.2.1 主程序 (20)3.2.2 从机串口接受中断函数 (20)3.2.3 模数转换子程序ADCON (21)4 调试结果 (22)5 结束语 (22)参考文献： (23)基于单片机的多路数据采集系统设计前言在各种测控系统中，往往需要对一些参数进行测量并送回计算机进行监控及处理，因此多路数据采集系统被广泛应用于各种测控场合。

《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的发展，多路数据采集系统在工业、医疗、环境监测等领域的应用越来越广泛。

为了满足多路数据的高效、准确采集需求，本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。

该系统设计旨在实现多路信号的同时采集、处理及实时监控，以适应复杂多变的应用环境。

二、系统概述本系统采用单片机作为核心控制器，结合LabVIEW软件进行数据采集和处理。

系统由多个传感器模块、单片机控制器、数据传输模块以及上位机软件组成。

传感器模块负责实时监测各种物理量，如温度、湿度、压力等，并将采集到的数据传输给单片机控制器。

单片机控制器对数据进行处理和存储，并通过数据传输模块将数据发送至上位机软件进行进一步的处理和显示。

三、硬件设计1. 传感器模块：传感器模块采用高精度、高稳定性的传感器，如温度传感器、湿度传感器等，实现对物理量的实时监测。

传感器模块的输出为数字信号或模拟信号，方便与单片机进行通信。

2. 单片机控制器：采用具有高速处理能力的单片机作为核心控制器，实现对数据的快速处理和存储。

单片机与传感器模块和数据传输模块进行通信，实现数据的实时采集和传输。

3. 数据传输模块：数据传输模块采用无线或有线的方式，将单片机控制器的数据传输至上位机软件。

无线传输方式具有灵活性高、安装方便等优点，但需要考虑信号干扰和传输距离的问题；有线传输方式则具有传输速度快、稳定性好等优点。

四、软件设计1. 单片机程序设计：单片机程序采用C语言编写，实现对传感器数据的实时采集、处理和存储。

同时，程序还需要与上位机软件进行通信，实现数据的实时传输。

2. LabVIEW程序设计：LabVIEW程序采用图形化编程语言编写，实现对单片机传输的数据进行实时处理和显示。

同时，LabVIEW程序还可以实现对数据的存储、分析和报警等功能。

五、系统实现1. 数据采集：传感器模块实时监测各种物理量，并将采集到的数据传输给单片机控制器。

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。

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计本文将设计一种基于STM32单片机的多路数据采集系统。

该系统可以实现多个输入信号的采集和处理，在电子仪器、自动化控制、工业检测等领域具有广泛的应用前景。

首先，我们需要选择合适的STM32单片机作为系统的核心处理器。

STM32系列单片机具有低功耗、高性能和丰富的外设资源等优点，非常适合用于嵌入式数据采集系统的设计。

在选取单片机时，要考虑到系统对于处理速度、存储容量和外设接口的需求，以及预算等因素。

其次，我们需要设计合适的外部电路来连接待采集的信号源。

常用的信号源包括温度传感器、光敏电阻、加速度传感器等。

我们可以使用适当的模拟电路将这些信号转换为STM32单片机能够接收的电平。

此外，还可以考虑使用模数转换芯片来实现对多路模拟信号的高速采集。

接下来，我们需要设计软件算法来对采集到的数据进行处理。

在数据采集系统中，常见的算法包括滤波、数据压缩、数据存储等。

通过滤波算法可以去除噪声，提高信号的质量；数据压缩可以减少数据存储和传输的空间；数据存储可以将采集到的数据保存在存储介质中以供后续分析。

最后，我们需要设计用户界面以便用户能够方便地操作系统。

可以使用LCD屏幕和按键等外设来实现用户界面的设计。

用户界面应该直观简洁，提供友好的操作和显示效果，方便用户进行数据采集和系统设置。

综上所述，基于STM32单片机的多路数据采集系统设计需要考虑到硬件电路和软件算法的设计，以及用户界面的设计。

通过合理的设计和实现，可以实现多路信号的高速采集、滤波处理和存储，为电子仪器、自动化控制和工业检测等领域提供可靠的数据支持。

基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统高分辨率多通道数据采集系统是一种基于单片机的数据采集系统，用于采集多个通道的高分辨率数据。

该系统可以应用于许多领域，如科学研究、医学监测、工业控制等。

系统由单片机、模拟信号输入模块、数据处理模块和数据存储模块等组成。

模拟信号输入模块负责将外部信号转换为数字信号，通常使用模数转换器（ADC）来完成这个过程。

数据处理模块负责对采集的数据进行处理和分析，可以进行滤波、平均、峰值检测等操作。

数据存储模块负责将处理后的数据保存到存储器中，可以选择使用闪存、SD卡等存储媒介。

在设计过程中，需要注意的几个关键问题。

首先是信号采集的精度和分辨率，这取决于ADC的位数和参考电压。

通常情况下，位数越高，分辨率越高，精度越高。

其次是采样率，它表示每秒采样的次数。

较高的采样率可以捕捉到更多细节信息，但会增加数据量。

然后是输入电路的设计，要保证输入信号的稳定性和抗干扰能力。

最后是数据处理和存储的算法设计，要根据具体应用需求选择合适的算法。

高分辨率多通道数据采集系统的应用非常广泛。

在科学研究领域，可以用于气象观测、地震监测等；在医学领域，可以用于心电图、血压监测等；在工业控制领域，可以用于传感器信号采集、生产过程监测等。

这些应用都需要高分辨率和多通道的数据采集系统来实现对复杂信号的准确采集和分析。

基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统是一种实现对多个通道高分辨率数据采集的重要工具。

它可以应用于许多领域，帮助人们获取准确的数据，并进行进一步的分析和应用。

随着科技的不断进步，数据采集系统的性能和功能也会不断提高，为各行各业的发展提供有力的支持。

基于单片机的实时数据采集系统设计刘松文(株洲职业技术学院，湖南株洲412001)应用科技哺要】单片机I的运算能力强有力，遥算速度快，I／O接口功能完善，抗干扰能力强。

可靠性高，对于现场数据采集处理时。

它仍然是现场数据采集器的核心元件之一。

陕麓词】数据采集；串口；单片机；M SC om m单片机的运算能力强有力，运算速度快，I／O接口功能完善，抗干扰能力强，可靠性高，对于现场数据采集处理时，它仍然是现场数据采集器的核心元件之一。

当现场测试点较为分散时，通常以串行通信方式将数据采集连接成网络，主机采用主从访问方式，实现多点的数据采集。

这种方案在数据传输量较小且频率较高、采样周期较长时，可以较好地完成多点数据采集处理任务。

但是，当现场信号频率较高时，根据香农定理可知，采样频率也应提高，这样在单位时间内的数据传输量也相应增大，若采用这种主从式网络进行多点采集，实时性难以满足，甚至会造成系统崩溃。

本文提出了一种基于单片机的并行通讯方式进行处理，然后将处理结果以串行方式通过RS485口送入监控主机。

1分布式数据采集系统的结构图1为本文设计的主从式数据采集处理系统。

I冬|l上从式数据采集处理系统该方案较好地解决了采集系统的实时性问题。

工作在现场的数据采集单元仍然是以C PU为核心的智能单元，实现对现场模拟量(比如水分、温度等)或现场状态的检测和采集，经过相应的预处理如滤波、编码，以串行通信方式发给数据处理单元。

数据处理单元与每个采集单元之间以点对点的方式收发数据，每一路数据有一个独立的收发单片机(89C51)，以并行传送方式与数据处理单元主处理器(89C52)进行信息交换。

由于各路数据收发独立，并且并行传达时间很短(一般为几十个微秒)，由前端数据采集单元的数据到数据处理单元的传送时间主要取决于串行通信所用的时间，以9600B ps传送7个字节数据的时间为7X10X1／9600=7．292m s，各路传送并工作，主处理器几乎可以同时获取数据，当数据采集器采样间隔不低于20m s时，该方案的数据处理具有较好的实时性。

基于单片机实现数据采集的设计摘要：本论文的目的就是设计实现一个具有一定实用性的实时数据采集系统。

本文介绍了基于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，它的存在具有非常重要的作用。

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AT89C51 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，和串行接口电路。

本系统能够对8 路模拟量，8 路开关量和1 路脉冲量进行数据采集。

被测数据通过TLC0838 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，并将转换后的数据通过串行口MAX232 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 显示器来显示所采集的结果。

对脉冲量进行采集时，通过施密特触发器进行整形后再送入单片机。

本文对数据采集系统、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AT89C51 单片机TLC0838 MAX232TP274 ：A ：1003-9082 （2017） 02-0298-01前言数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。

数据采集技术广泛应用在各个领域。

近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。

本文设计的数据采集系统，它的主要功能是完成数据采集、处理、显示、控制以及与PC 机之间的通信等。

在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D 是将模拟量转换为数字量的器件，他需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换误差等等。

而单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。

本系统对数据采集系统体系结构及功能进行分析，设计并实现采用单片机为核心，扩展电源电路、复位电路、LCD 接口电路等，并配有标准RS-232 串行通信接口。