基于STM32单片机的数据采集系统方案

• 116•利用STM32单片机为控制芯片驱动OV2640模块，实现图像采集，通过wifi 模块把采集的图像通过TCP 协议传输给移动端手持Android 设备。

Qt 开发软件通过socket 接口编程设计出了app 用于图像实时显示OV2640模块采集的图像。

实验结果表明图像传输稳定，可以实现实时的无线图像传输。

OV2640模块可以和其它设备组合，对未来图像类设备有很好的应用潜力。

图像传输应用广泛，在安防设备上可以通过摄像头监控家门、小区等，对犯罪侦查、丢失物品寻找等起到很大作用。

在人工智能领域，需要识别特定事物，比如人脸识别、物体识别等，需要采集很多的图像样本，离不开图像采集技术。

在没有线的束缚下，摄像头和显示终端分离，无线图像传输在日常生活中也有很大的实用性，例如可以在忙着洗衣做饭的时候监控小孩的实时举动，可以查看特定角落的实时画面。

本文探索了图像监控的关键技术图像采集和传输，并通过wifi 模块由TCP 协议实现无线图像传输。

在没有线的束缚下，摄像头和显示终端分离。

在wifi 信号覆盖范围内可以实时探索看不到的或者人类不方便探索的角落。

1 无线图像传输系统无线图像传输系统分为图像采集部分、数据传输部分和终端显示部分。

三者关系如图1所示。

的滤波器，逐行排列，形成方形采集阵列，BG/GR 形式构成的像素大约可以达到200w 个。

在采集光的时候也是逐行扫描采集，直到扫描完成。

其中内部集成了数字图像处理模块，可以直接输出JPEG, GRB422和YCbCr 等数据格式。

Ov2640模块使用的是正点原子的A TK-OV2640摄像头模块。

它共有18个引脚。

其中最重要的是SCCB 总线和HREF 行同步线，VSYNC 场同步线和8位并行数据线。

SCCB 总线和I2C 总线类似用于单片机向Ov2640模块发送控制命令。

在图像采集开始之后，模块会产生采集输出时序。

HREF 输出高电平时，根据时钟进行像素数据的读取，HREF 线变为低电平时读取的数据无效，循环采集直到采完一帧为止。

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;TP231 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。

目录目录I摘要IIAbstract II第一章绪论41.1温湿度传感器的背景及意义41.2温湿度传感器国内发展现状41.3温湿度传感器的发展趋势4第二章温湿度原理及相关技术6 2.1温湿度传感器62.1.1温度传感器62.1.2 湿度传感器62.1.3 温湿度传感器物理参数及定义7 2.2温湿度传感器的选型72.3 SHT21简述82.3.1 SHT21介绍82.3.2 SHT21通信原理9第三章系统硬件设计113.1 系统硬件设计主要框架113.2 STM32芯片的功能描述123.2.1接口133.2.2 STM32芯片接线图153.3 SHT21温湿度传感器153.4 LCD160显示屏163.4.1 参数及引脚定义163.4.2 LCD1602接线图193.5. 系统复位203.5.1系统复位功能作用203.5.2 系统复位工作原理203.6 电源模块21第四章系统软件设计214.1软件平台简述214.2系统软件程序流程框图234.3 主程序模块244.3.1 主函数244.3.2 显示函数254.3.3 计算函数254.4 SHT21传感器254.4.1 I2C协议函数264.4.2 延迟函数284.5 LCD1602显示屏284.5.1 写指令函数294.5.2 写数据函数304.5.3 温湿度值得显示函数304.5.4 延迟函数31第五章系统仿真315.1 仿真软件介绍315.2 电路仿真32第六章总结与展望34致谢34参考文献35附录错误!未定义书签。

摘要随着当代社会的快速的发展，人们把越来越多的科学技术应用于各个领域。

温湿度的采集是作为自动化科学中一个必须掌握的检测技术，也是一项比较实用的技术。

在温室大棚中确保农业高效生产的重要便是对温湿度、二氧化碳浓度等外部参数的实时与及时准确而精确的监测和协调与调节，同时在文物保护方面，文物对于温湿度非常敏感的，及时检测和对温湿度的变化做出正确的反应，也长久保护文物的一种必要手段。

基于 STM32的温度采集系统设计摘要：本文利用STM32的一种微型处理器来当主控的CPU，通过使用一个独立的数据采集模块采集数据，在这个基础上实现了智能化的温度数据采取、然后还有传输、处理和显示等功能。

并商讨了该怎么提高系统的速度、性能和拓展性。

数据采集是获取信号对象信息的过程。

关键词：嵌入式系统；ARM；DS18B20温度传感器；STM32；温度采集；数据的处理一、引言当今社会，随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，测温仪器在各个领域的广泛应用，智能化服务已成为这个时代温控系统发展的重要趋势。

温度控制在生活中还有在工业领域中涉及的非常多，像室内、供暖机构、天气预告等这些场所的温度控制。

像之前传统的温度控制都是手动的，操作起来很麻烦。

本文系统设计目的，首先它得是实现一种精准度高的系统来采集的温度控制系统，其应用必须得以普及，功能强大。

二、整体系统设计（一）系统方案设计第一个方案：需要使用模拟分立的元件，例如电容、电感、晶体管等非线性元件，观察采集的温度和显示的具体效果，这个方案的设计十分的好理解，特别简单，并且它的操作也不是特别的难，还有个好处，就是它的价格是非常合适的。

缺点就是如果用分立的元件，会造成它的分散性特别的大，对集成数字化是十分不好，而且最后测量之后，会存在很大的误差的，所以这个方案的可行性不太好，尽量不用。

第二个方案：选用PC机作为本次设计的主控机。

利用温度传感器来选用温度的信号，通过信号放大器之后，再送到A/D转换芯片中，然后再一次的经过拥有单片机的检测系统来进行下一步的解析和处理，然后再利用通信线路到PC机的上面，在PC的上面也可以通过对温度信号来进行很多的解析和处理的方式，所以这个方案简单来说还是不错的。

（二）系统工作原理通过了解设计需求方面确定了系统的总体方案，这个整体的系统其实是根据使用单片机、温度的传感器、显示屏的模块、报警器还有按键等五个部分来组成的。

使用者最开始得先将这个温度的报警的值输入到程序里，也就是温度的上下限。

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。