基于STM32的数据采集存储系统的设计与实现
基于STM32F103单片机的数据采集系统设计

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STM32单片机的数据记录装置设计

汽 车 主 要是 CA N接 口 , 所 以本装 置 用 C A N 进行 通 信 。系统 总 体
结 构 如 图 1所示 。
2 . 2 复 位 功 能 S T M3 2 F 1 0 3 R B T 内置 两 个 看 门 狗 , 两个看 门狗设备 ( 独 立 看 门 狗 和 窗 口看 门狗 )可 用 来 检 测 和 解 决 由软 件错 误 引起 的故 障, 实 现软件复位 ; 当 计 数 器 达 到 给 定 的超 时 值 时 , 触 发 一 个 中 断( 仅 适 用 于 窗 口型看 门狗 ) 或产 生 系 统 复 位 。S T M3 2提 供上 电 复位 和掉 电复 位 功 能 , 给系 统 提 供 了更 高 的安 全 性 、 时 间 的精 确 性 和使 用 的灵 活 性 , 使得程序运行更加高效 , 内 置 的 复位 功 能 可
本 文 针 对 电 动 汽 车研 究 的 实 际 需 求 ,设 计 一 款 数 据 记 录装 置, 该 数 据 记 录装 置 是 搭 建 在 电池 能 量 管 理 系 统基 础 上 的 , 通过
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基于stm32微控制器的过采样技术研究与实现

基于stm32微控制器的过采样技术研究与实现过采样(Oversampling)技术是指通过提高采样率,对输入信号进行多次采样,以提高较低采样率下的信号精度和动态范围。
在基于STM32微控制器的过采样技术研究与实现上,通常会使用STM32的内置模数转换器(ADC)模块来进行过采样。
以下是一种可能的实现方法:1. 初始化ADC模块:首先,需要初始化ADC模块的相关参数,包括采样率、精度、通道等。
可以通过寄存器配置或者使用CubeMX等开发工具进行初始化。
2. 设置过采样参数:设置过采样率和过采样模式。
过采样率一般选择为4倍或8倍,可以根据实际需求进行调整。
过采样模式有两种:线性过采样和峰值过采样。
线性过采样模式将多次采样的结果相加取平均值,峰值过采样模式则选择多次采样中的最大值作为结果。
3. 进行过采样采样:按照设置的过采样率进行多次采样,可以使用ADC的DMA 模式进行连续采样,也可以使用定时器中断触发采样。
每次采样完成后,将采样结果保存到缓冲区中。
4. 处理过采样结果:根据选择的过采样模式,对采样结果进行处理。
线性过采样模式下,将多次采样结果相加,然后除以过采样率得到平均值;峰值过采样模式下,选择多次采样中的最大值作为结果。
处理后的结果可以直接使用,也可以进一步进行滤波等处理。
需要注意的是,在进行过采样时,需要考虑处理器的处理能力和存储空间。
过高的过采样率会占用较多的处理能力和存储空间,可能导致系统性能下降。
因此,需要根据实际需求进行权衡和优化。
此外,还可以使用STM32的其他功能模块,如滤波器模块和定时器模块,对过采样结果进行进一步处理和控制。
总之,基于STM32微控制器的过采样技术研究与实现可以通过配置ADC模块、设置过采样率和过采样模式、进行多次采样、处理采样结果等步骤来实现。
具体的实现方法可以根据实际应用需求和硬件资源进行调整和优化。
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。
基于STM32单片机的数据采集系统

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。
任务书和开题报告模板——基于STM32环境监测数据采集系统的设计与实现-----环境监测模块设计

[4]廖义奎.Cortex-M3之STM32嵌入式系统设计[M].北京:中国电力出版社,2012:1-417.
[5]蒙博宇.STM32自学笔记[M].北京:北京航空航天大学出版社,2012:1-418.
[7]李文华.ZigBee网络组建技术[M].北京:电子工业出版社,2017:1-236.
[8]陈君华.ZigBee无线传感网工程实践[M].昆明:云南科技出版社,2016:1-300.
[9] 韩丹翱;王菲. DHT11数字式温湿度传感器的应用性研究[M]. 北京:电子设计工程 Electronic Design Engineering,2013:88-90.
2.4 能够有效的采集土壤数度数据。
2.5 能够有效的记录采集数据的时间信息。
2.6 能够有效的将采集的环境数据存放到外部的存储器里面。
2.7能够有效的将采集的环境数据通过Zigbee发送到终端设备。
3.成果形式:准确的采集环境数据,并能够按照一定的协议发送给数据终端设备。
二、学生应阅读的参考文献目录
1.选题研究的背景和意义
对于传统的数据采集都是采用传感器现场采集,然后通过显示屏进行显示,采用人工抄表,实现数据的采集以及记录。这种环境监测数据采集的方式,不利于快速发展的智能设备的需求,生产效率非常低。所以我设计一种远程智能环境数据采集系统,对数据进行采集,通过无线发送到终端设备,最后通过wifi送到手机APP显示。这样在药品生产车间,气象站等需要对环境数据进行采集的场所,能够有效的提高环境数据采样的效率和实时性。
[1]王永虹.STM32系列ARM Cortex-M3微控制器原理与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008:1-480.
基于STM32的多通道数据采集系统设计

型 等 相 关 信 息 ,并 通 过 GPRS或 北 斗 卫 星 实现 数 据 的 无 线 远 程 传 输 ,便 于 长 时 间 不 间 断 对 地 质 灾 害 体 进 行 数 据 采
集 、传 输 与 分 析 ,可 有 效 提 高 对 地 质 灾 害 体 的 实 时 监 测 水 平 。
关 键 词 :STM32;ADS1256;多通 道 ;数 据 采 集
Design of multi-channel data acquisition system based on STM 32
W ang Chenhui,W u Yue,Yang Kai (Center for Hydrogeology and Environmenta l Geology Survey,CGS,Baoding 071051,China)
Abstract: Aiming at low power consumption and real—time requirements for data acquisition system in the geological disasters mon— itoring,a multi-channel data acquisition system is designed based on STM32F102 and ADS1256,which can realize real—time on— line data collection for mud water level, sound, infrasound,displacement and other parameters in the geological disaster s site.The system is characterized by small volume,low power consumption and real-time.T h e system can achieve 24一hour real-time storage hazards in acquisition time,sampling data, ambient temperature and sensor type and other related information.In further, system use GPRS and Beidou satellite to complete wireless rem ote data transm ission, which can facilitate a long uninterrupted data collec— tion, transm ission and analysis fo r geological hazards, at the same time can efectively improve the level of real-tim e m onitor ing on geological disasters. Key WOrds: STM32;ADS1256;multi—channel;dat93
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原 创 性 声 明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名: 日期:
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本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括: ①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;②学校可 以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;③学校可允许学 位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位 论文;⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后 遵守此规定)。 签 名: 日期: 日期:
测试计量技术及仪器
2014 年 5 月 23 日
图书分类号 UDC
TN431.2
密级
非密
硕
士
学
位
论
文
基于 STM32 的数据采集存储系统的设计与实现
赵圣飞
指导教师(姓名、职称) 申请学位级别 专业名称 论文提交日期 论文答辩日期 学位授予日期 论文评阅人 答辩委员会主席 年 年 年
李永红教授 工学硕士 测试计量技术及仪器 月 月 月 日 日 日
分类号:TN431.2
单位代码:10110 学 号:s20110301
基 于
STM32
中 北 大 学
硕 士 学 位 论 文
的 数 据 采 集 存 储 系 统 的 设 计 与 实 现 赵 圣 飞 中 北 大 学
基于 STM32 的数据采集存储系统 的设计与实现
硕士研究生 指导教师 学科专业
赵圣飞 李永红 教授
Key words: STM32, Data acquisition, Data storage, USB Communication, Reliability
中北大学学位论文
目 录
1 绪论 ........................................................................................................................................ 1 1.1 课题来源、研究目的及意义 ........................................................................................... 1 1.2 国内外研究现状 ............................................................................................................... 2 1.2.1 国外研究现状 ........................................................................................................ 2 1.2.2 国内研究现状 ........................................................................................................ 4 1.2.3 发展趋势 ................................................................................................................ 5 1.3 主要研究内容及章节安排 ............................................................................................... 6 2 系统设计方案及关键技术研究 ............................................................................................. 8 2.1 系统总体设计 ................................................................................................................... 8 2.1.1 系统设计技术指标 ............................................................................................... 9 2.1.2 系统主控单元及相关接口 .................................................................................... 9 2.1.3 系统总体设计概述 .............................................................................................. 10 2.2 需解决的关键技术问题 ................................................................................................. 11 2.2.1 系统采样时序控制和状态转换 .......................................................................... 11 2.2.2 系统重复上电和特殊存储要求设计 .................................................................. 12 2.2.3 多串口数据的接收与存储 .................................................................................. 14 2.2.4 USB 接口数据传输设计 ..................................................................................... 15 2.2.5 系统抗干扰性设计 .............................................................................................. 17 2.2.6 系统结构可靠性设计 .......................................................................................... 18 3 系统硬件电路设计与实现 ................................................................................................... 20 3.1 系统总体硬件组成 ......................................................................................................... 20 3.2 模拟数据采集模块设计 ................................................................................................. 20 3.2.1 信号调理电路设计 ............................................................................................. 21 3.2.2 看门狗触发电路设计 ......................................................................................... 21 3.3 数字量采集模块设计 ..................................................................................................... 22
关键词:STM32,数据采集,数据存储,USB 通信,可靠性
中北大学学位论文
Design and Realization of Data Acquisition and Storage System based on STM32 Abstract
From the initial system scheme demonstration to the development of each stage and final qualification test, for various types of aircrafts and weapon systems, there is the need for acquiring and storing a lot of data information, which including vibration during flight testing, overload, speed and other parameters, the power parameters of each system module, state parameters, control and the image position. Through a comprehensive analysis of this information, it provides a way to evaluate the correctness of the guidance strategy and the merits of the system performance, thus completing constant improvement of the system scheme. And to obtain such target, the acquisition and storage system that could record data parameters during the flight test procedure should be mounted on these aircrafts and weapon systems. On the basis of theory research for data acquisition and storage system and design principles for engineering system, and for technical specifications of a certain kind of flight measurement system, this thesis is intended for a data acquisition and storage system based on STM32, which uses Samsung K9F1G08U0C NAND Flash as the medium for storage, USB interface to realize the communication between the hardware and PC. It achieves the acquisition and storage for 16 channel analogy signals, 4 channel RS422 digital signals and 1 TTL signal. And it also accomplishes the data-reading, unpacked analysis and graphical display after the flight test. This thesis first analyzes the overall design scheme of the data acquisition and storage system, key technology and its solution. And it elaborates the design method of constituent modules for hardware in detail and outputs the circuit design and detail description from the aspect of the acquisition of analogy signal channel, digital signal conversion and receiving, power supply conversion, main control, Flash storage, trigger judgment and working mode