基于STM32单片机的多路数据采集系统设计说明

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。

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)【关键词】STM32F0;单片机;嵌入式;数据采集;串口通信【作者】徐岳清【作者单位】无锡机电高等职业技术学校, 江苏无锡 214000【正文语种】中文【中图分类】TP202近年来，随着环保意识的增强，用于环保监控领域的多功能数据采集板和其应用受到了越来越广泛的关注，数据采集板本身也有了迅速的发展，同时也应用于多种领域。

基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统近年来，对于数据采集系统的要求越来越高，要求系统能够实现高分辨率、高速率、多通道同时采集等功能，同时还要保证系统的稳定性和可靠性。

在这样的背景下，基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统应运而生。

一、系统方案本系统采用STM32F103C8T6单片机作为主控芯片，其具有多个10位AD转换通道，同时还能够支持多达100M的高速率。

硬件方面，系统还包括了电源模块、显示屏模块、存储器模块、输入模块等多个部件，以实现数据采集、处理、存储、显示等多项功能。

二、系统实现1. 电源模块电源模块采用稳压电源芯片，通过二极管等器件对输入电压进行限制和转换，可输出3.3V的可靠、稳定的电源，以供系统其他部件使用。

2. 显示屏模块显示屏模块采用2.8英寸的TFT触点液晶显示屏，能够显示多种格式的数据，包括数字、图像等。

显示屏通过SPI接口与单片机进行连接，能够使系统在运行过程中实现各种运行状态的实时监控。

3. 存储器模块存储器模块采用了8GB的TF卡，能够存储大量的数据。

该模块连接了单片机的SPI接口，采用了FAT32文件系统，使得系统能够直接读取和写入TF卡上的数据文件，以便进行后续的数据分析和处理。

4. 输入模块输入模块包括了多种输入方式，包括模拟量输入、数字输入、脉冲输入等。

其中，模拟量输入采用了外置的高精度AD转换器，能够支持多通道同时采集，数字输入采用了5V-3.3V电平转换器，使得系统能够对外部数字信号进行采集和处理，脉冲输入则采用了外接继电器，使得系统能够对外部脉冲信号进行采集和计数。

5. 程序实现程序上，系统采用了C语言作为编程语言，利用单片机的硬件资源和软件开发工具，进行了详细的系统调试和优化，使得系统能够在满足多项要求的同时，保证其稳定性和可靠性。

三、系统应用本系统适用于各种领域的数据采集和处理，例如工业控制、环境监测、医疗检测等。

其具有多通道高分辨率采集、实时监控、数据存储等多项功能，可帮助用户实现对数据的全面管理和分析，为提高工作效率和准确性提供了强有力的支持。

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。

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。

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。

基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统一、引言随着科技的进步，数据采集系统的需求越来越广泛。

在许多领域，例如医学、军事、环境监测、工程控制等方面，都需要高分辨率多通道数据采集系统来采集各种参数数据。

基于单片机的数据采集系统具有体积小、功耗低、成本低、集成度高等优点，因此在实际应用中得到了广泛的应用。

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实现。

二、系统设计1. 系统框架基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统的框架主要包括信号采集模块、信号处理模块和数据存储模块。

信号采集模块负责采集外部传感器产生的模拟信号，信号处理模块对采集的模拟信号进行放大滤波等处理，数据存储模块将处理后的数据存储到存储器中。

2. 信号采集模块信号采集模块的主要任务是将外部传感器产生的模拟信号转换成数字信号，以便单片机进行处理。

常用的模拟信号转换器包括ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器），在本系统中我们使用ADC来完成这一任务。

ADC的主要参数包括分辨率、采样率、输入范围等。

在高分辨率多通道数据采集系统中，我们需要选择分辨率高、采样率快的ADC，以保证数据采集的精度和速度。

信号处理模块主要负责对采集的模拟信号进行放大、滤波等处理，以保证数据的准确性和稳定性。

在设计信号处理模块时，需要考虑模拟信号的幅度范围、频率范围以及噪声等因素，选择合适的放大器、滤波器等电路元件来完成信号处理的任务。

4. 数据存储模块数据存储模块的主要任务是将处理后的数据存储到存储器中，以备后续的处理和分析。

常用的存储器包括内部闪存、外部存储卡等，选择合适的存储器可以根据系统的需求和成本考虑。

三、系统实现我们以一种基于STM32单片机的高分辨率多通道数据采集系统为例，介绍系统的具体实现过程。

1. 硬件设计硬件设计包括电路设计和PCB设计两个方面。

在电路设计方面，我们需要选择合适的ADC、放大器、滤波器等元件，并设计这些元件的连接方式和参数。

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STＭ32单片机的数据采集系统————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：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ＬＯＧＯ,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：PL23０3SＡ3．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10KΩ7.ＩＩC接口６轴陀螺仪传感器:MPＵ-60508.IIC接口0．9６寸1２８ｘ6４点阵单色OLＥD9.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MＤK2.采用HAL＋ＳTM３2CｕbeMX 的组合来替代寄存器操作或者使用标准外设库的开发方式3.STM３2 的软件调试下载,常见的方法有串口ISP 下载和调试器(仿真器）下载两种。

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。

基于STM32嵌入式多路数据采集存储系统的设计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：A0 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。

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。

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计The Design Of Multi-channel Data Acquisition SystemBased On STM32中国地质大学（北京）指导教师王猛、张启升组员：李金泽1010102124梁迪1010102110张永10101021202013.3.31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 uVision4AbstractThis 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目录第一章绪论 (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 该课题研究的主要内容内容 (3)第二章数据产生 (4)2.1 现场模拟信号产生器 (4)2.2 基于LM331的电压频率转换 (4)2.3 基于LM331的频率电压转换 (5)第三章数据采集 (7)3.1 数据采集系统 (7)3.2 方案论证 (8)3.2.1 A/D模数转换的选择 (8)3.2.2单片机的选择 (8)3.2.3 显示部分 (8)3.2.4 八路数据采集器 (9)第四章硬件部分 (10)4.1 主机部分 (10)4.1.1 单片机 (10)4.1.2 LCD显示器 (11)4.2 模数转换器ADC0809 (12)第五章软件部分 (16)5.1 简介Keil Uvision4 (16)5.2 本系统所用程序代码 (16)参考文献 (19)第一章绪论1.1研究背景及其目的意义近年来，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。

目录【摘要】.................................................................................................................................... - 2 -一、实验任务及要求........................................................................................................... - 3 -1)实验任务.................................................................................................................................. - 3 -2）实验要求 .............................................................................................................................. - 4 -二、系统硬件电路设计 ..................................................................................................... - 4 -三、软件功能模块的设计................................................................................................ - 5 -1）AD-DA模块的编写 ..................................................................................................... - 6 -2）按键、LED程序的嵌入............................................................................................ - 7 -3）串口程序的设计与加入............................................................................................. - 7 -四、遇到的问题及解决方案 .......................................................................................... - 8 -五、系统调试顺序 ................................................................................................................ - 8 -六、实验总结及感想................................................................................. 错误!未定义书签。

基于STM32数据采集器的设计关键字：数据采集STM32 MODBUS RS485数据采集技术在工业、航天、军事等方面具有很强的实用性，随着现代科技发展，数据采集技术在众多领域得到了广泛的应用和发展。

同时对数据采集器的精度、抗干扰能力、安全和通信兼容等方面提出了更高的要求。

基于上述要求提出了一种基于STM32F101 的数据采集器的设计方案，该数据采集器使用MODBUS 协议作为RS485 通信标准规约，信号调理电路与STM32F101 的AD 采样通道之间均采用硬件隔离保护，可同时采样3 路DC0-5V 电压信号、3 路DC4-20mA 电流信号和6 路开关量输入信号，实验证明本数据采集器具有较高的测量精度，符合工业现场应用需求。

信号采集主要包括电压信号、电流信号、频率信号以及开关量信号，随着现代技术的发展，传感器主要输出标准的电压电流信号，而传感器是将外部的非电量信号转换成标准的电信号进行输出，本课题所设计的数据采集器可以同时采集电压、电流、开关量输入输出信号，且每个部分独立工作，硬件调理电路中均采用信号隔离技术，数据采集器与上位机采用RS485通信，使用MODBUS协议作为通信规约，便于数据采集器与其他工业设备实现数据共享。

课题设计的基于STM32的数据采集器，使用性价比较高的STM32F101 作为核心处理器，时钟倍频后处理速度可达36MHz ；内部自带12 位AD 转换通道，保证数据采样和处理的速度和精度。

1 数据采集器工作原理数据采集器具有标准的电压、电流以及开关量输入信号采样接口。

模拟量信号采样接口电路，使用HCNR201线性光耦进行信号隔离。

电压信号接口可输入DC0-5V 信号，输入的电压信号经过电压信号调理电路对信号进行滤波、隔离和限幅后送入STM32F101 的AD 采样通道；电流信号接口可输入4-20mA 信号，输入的电流信号通过精密采样电阻，将电流信号转换成电压信号，然后再将转换的电压信号送入电压信号调理电路进行处理，最后再送入AD 采样通道；开关量输入接口采用光耦进行隔离，实现光电转换和隔离保护。