基于STM32数据采集器原理图
基于STM32无线信息采集系统设计
基于STM32无线信息采集系统设计1. 引言1.1 研究背景本文基于STM32无线信息采集系统设计，旨在探讨如何利用STM32芯片在无线信息采集中的应用。
随着科技的不断发展，无线通信技术已经成为现代社会的重要组成部分，应用广泛。
而信息采集作为无线通信的重要环节，对于数据的准确采集和传输具有关键意义。
设计一套高效稳定的无线信息采集系统显得尤为重要。
在传统的信息采集系统中，通常会存在一些问题，比如数据传输速度慢、信号传输不稳定等。
而基于STM32芯片的无线信息采集系统，能够有效解决这些问题。
由于STM32具有功耗低、性能高、易于开发等优点，因此被广泛应用于无线信息采集系统的设计中。
通过对研究背景的分析，可以看出STM32在无线信息采集中的巨大潜力，同时也呼应了本文的研究目的。
本文将结合硬件设计、软件设计以及系统性能测试等方面，全面探讨基于STM32的无线信息采集系统设计，为无线通信领域的发展提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了探究基于STM32的无线信息采集系统在实际应用中的效果和可行性，通过设计并实现一个完整的信息采集系统，验证其在数据采集、传输和处理方面的性能。
通过对系统进行性能测试和优化，不断提高系统的稳定性和准确性，为具有相似需求的项目提供参考和借鉴。
通过深入研究系统设计方案、硬件设计和软件设计等方面的内容，揭示基于STM32的无线信息采集系统的工作原理和技术特点，进一步推动相关领域的发展和应用。
最终的目的是为了实现更加高效、可靠和智能的无线信息采集系统，为现代化科学研究和产业发展提供支持和保障。
1.3 研究意义无线信息采集系统在现代社会中具有广泛的应用前景，可以应用于智能家居、工业自动化、环境监测等领域，为人们的生活和工作提供便利。
本文基于STM32的无线信息采集系统设计，具有以下几点研究意义：本文所设计的无线信息采集系统可以实现无线数据传输，使系统更加灵活和便捷。
通过无线通信模块的应用，可以实现数据的实时传输和监控，减少了布线和连接的复杂性，提高了系统的使用便利性。
基于STM32和CAN总线的智能数据采集节点设计
化 工
自 动 化 及 仪 表
第３ ９卷
基 于 Ｓ Ｍ３ Ｔ ２和 Ｃ Ｎ 总 线 的 智 能 Ａ 数 据 采 集 节 点设 计
张 河 新 王 晓 辉 黄 晓 东
（ 河南 科 技 大 学 机 电工 程 学 院 ， 南 洛 阳 ４ １０ ） 河 ７０ ３
摘 要 针 对 工 业 控 制 网络 对 实时 数 据 传 输 的 需 求 ， 出 了一 种 基 于 Ｃ Ｒ Ｅ Ｍ 提 Ｏ Ｔ Ｘ— ３内核 ３ ２位 Ａ Ｍ 微 处 Ｒ 理 器 Ｓ Ｍ３ Ｔ ２的 Ｃ Ｎ总 线 智 能 数 据 采 集 节 点设 计 方 案 。 给 出 了节 点 的硬 件 电路 和软 件 设 计 方 案 。 经 调 Ａ
试 表 明 ， 节 点之 间 的通 讯 可 靠 ， 干扰 能 力 强 ， 到 预 期 设 计 目的 。 各 抗 达
关 键 词 现 场 总 线 Ｃ Ｎ 总线 Ａ Ｓ Ｍ３ 数 据 采 集 Ｔ ２
中图分类号
Ｔ ８３ １ Ｈ ６ ．
文 献 标 识 码 Ｂ
文章 编 号 １０ — ３ （０ ２ Ｏ － ７ ￣３ ００３ ２ ２ １ ） １０ ８ ９ ０
图 １ Ｃ Ｎ 总 线 智 能 数 据 采 集 系统 总 体 结 构 Ａ
２ 硬件 电路 设计 节点源自的硬 件设 计 结构 框 图如 图 ２所 示 ， 件 硬
电路 构 成 主 要 有 ：Ｔ ２ １３ ８ ６微 处 理 器 、 Ｓ Ｍ３ Ｆ ０ Ｃ Ｔ 外
收 稿 日期 ：０ １１－２ 修 改 稿 ） ２ １ －１２ （
主要介 绍 现 场 节 点 的 设 计 ， 主 要 由 微 处 理 器 它
络 。 自上 世 纪 ８ ０年 代 诞 生 以来 ， Ａ 总 线 以其 ＣＮ 可 靠性好 、 时性 高 及 组 网简便 灵 活 等 优 势 而受 实
stm32adc采样原理
stm32adc采样原理STM32是一个基于ARM Cortex-M处理器的32位微控制器，拥有广泛的应用场景，其中ADC（模拟数字转换器）是其中一个重要的功能。
ADC通常被用于将外部的模拟信号转换为数字信号，以便交给微控制器处理，本文将着重介绍STM32ADC的采样原理。
1. STM32 ADC的概述STM32 ADC是一种高精度、高性能的模拟信号采集器。
它能够将外部的模拟信号转换成数字信号，然后进行数字信号处理。
STM32 ADC采用的是逐次逼近式转换（SAR）技术，这种技术的采集速度相比其他采样技术更快，动态性能更高。
逐次逼近式转换的工作原理是：在一次采样中，逐个比较模拟信号与基准电压的大小，然后根据大小关系输出1或0，最后把这些二进制串拼接起来，得到的数字就是模拟信号的数字化表示。
具体过程以一个12位ADC为例：（1）设置参考电压和采样周期时间；（2）将AD输入端连接的模拟信号与0V的电平进行比较，如果比0V高，则输出1，否则输出0；（3）将该二进制数与参考电压作比较，如果小于参考电压，则在原有数字的基础上加上2^11，输出结果；（4）逐位采样比较，直到得到最后的二进制结果，即为数字化的采集结果。
STM32 ADC采样是很复杂的过程，需要经过以下四个流程：首先，从参考电压引脚或内部参考电压源（VREFINT）获取参考电压。
ADC的参考电压决定着测量精度的上限。
其次，设置通道和采样时间。
通道决定了要采集的模拟信号，采样时间则必须足够长，以确保模拟信号稳定，信噪比达到最佳状态。
然后，启动ADC转换并等待结果返回。
在STM32F4系列中，转换器在最短的时间内完成转换，并将结果存储在ADC_DR寄存器中。
最后，通过DMA或中断机制读取ADC_DR寄存器中的数据。
（1）使能ADC时钟，可使用RCC_APBxPeriphClockCmd函数中的宏定义参数。
（2）将ADC的输入信号与其引脚连接，一种常见的连接方式是使用ADC_InitTypeDef 结构体中的ADC_ChannelConfig函数。
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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与 能 量 管 理 系 统 通信 ，记 录 电 动 汽 车 实 际 运 行 时 电池 的外 部 状 态（ 如： 电池 电 压 、 电流 、 温 度等） ， 一 方 面 为 了研 究 电 池 的工 作 特
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基于STM32的列车噪声数据采集系统
上 位 机
机交互模块等组成 。系统框 图如 图 １所示 。传感 器输 出信 号经
过调理后 ， 由主控芯片通过 Ｓ Ｉ Ｐ 控制 Ａ Ｄ采 集模块采集 数据 ， ／ 转
Ｆ ａｈ 储 模 块 ｌｓ存
换为数 字 信 号 ， Ｓ Ｍ ２微 控 制 器 采 集 、 理 后 ， 数 据 存 到 经 Ｔ３ 处 将
第３ ３卷
第 １期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ２年 １月
【 机械制造与检测技术】
基 于 Ｓ Ｍ３ Ｔ ２的 列 车 噪声 数 据 采 集 系统
辛 光 ， 川 辉 伍
６０３ ） １０ １ （ 西南交 通大学 机械工程学 院， 成都
摘要 ： 绍了一种基于 Ｓ Ｍ ２微处理器的高性能 、 介 Ｔ ３ 多通道列车噪声数 据采 集系统 ，阐述 了系统硬件 、 软件设 计方 案。Ｓ Ｍ３ Ｔ ２
Ｎ Ｎ ａｈ中 ， Ａ ＤＦｓ ｌ 并通过 Ｕ Ｂ模块将数据发送 到上位机 ； Ｓ 上位 机的 接收软件接受上传 的数据 ， 从而实现对列车噪声 的实时采集。 ２２ 信 号调理和采样模块 ．
图 １ 系统 总体 框 图
２ 系统硬件设计
２ １ Ｓ Ｍ ３Ｆ ０ ＶＥ ６芯 片 ． Ｔ ２ １ ３ Ｔ
都开展过 一系列 的高速 列车 噪声 测试试 验 ， 尤其 是最 近 １ ０年 ，
随着声 阵列理论和测 试技 术 的发展 ， 通道 阵列 式噪声 数 据采 多 集分 析系统被越来越广 泛地 应用 于 高速列 车声 源识 别研 究… 。 对列 车进 行声源识别和声谱分 析等对列 车的优化 设计 以及 提高 旅 客乘 坐舒适度都十分有意 义。因此对列 车运行 噪声进行 实时
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的波形数据采集系统设计
１ ： １ ４ 只５
测 量脉 宽 的门控 ． 信号 变换后 的波形 图如 图 ４所 示．
１ ． ２ 通 信模 块设计
为 了更 直观 的观 察 波 形 ， 将 采 集 到 的 数 据 通 过 串 口传 输到 本地 Ｐ ｃ ， 并保 存 到 文 件 中 ， 这 样 方 便 数
第３ ４卷 第 ６期
２ ０ １ ３年 １ ２月
通 化 师 范 学 院 学 报（ 自然科 学 ）
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＯＦ Ｔ ＯＮＧＨＵＡ Ｎ ＯＲＭＡＬ ＵＮ Ｉ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｖｏ １ ． ３ ４№ ６
Ｄｅ ｃ．２ ０１ ３
基于 Ｓ Ｔ Ｍ３ ２的波 形 数 据 采 集 系统 设 计
据 的共 享和 远程访 问． Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ Ｆ １ ０ ３ Ｖ Ｃ拥 有 ３个 串行
通 信接 口 ， 其中Ｕ Ｓ Ａ Ｒ Ｔ １的时钟 源 来 自高 速外 设 总
线Ａ Ｂ ２的时钟 源 ， 速度可 达 ４ ． ５ Ｍ ｂ ｐ ｓ ， 与Ｐ Ｃ进 行数
据通信时， 需进行电平转换 ， 通信芯片选用 Ｍ ａ ｘ ２ ３ ２ ．
待机 等省 电模 式 ． 同时 ， Ｓ Ｔ Ｍ ３ ２系 列 微 控 制 器 给
本设计 的重点是波形信号 的处理、 频率脉宽测 量 方式 自动 切换 以及 数据 存 储 与 传 输 三个 方 面 ， 因 此 只针 对这 三个模 块 进行 详细说 明．
１ ． １ 信 号调 理 电路模 块
二 分频 电路 整 形 后 ， 成 为 占空 比 ５ ０ ％ 的方 波 ， 作 为
性信号 ， 也可能是双极性信号． 在对双极性信号 ， 如 正弦信 号 的幅值进 行 测 量 时 ， 可采 用 绝 对 值 电路 将 双极性信号转换为单极性信号 ， 便于计算机采集处 理 时去 掉 符合 位 ， 提 高 转 精 度 Ｊ ． 绝 对 值 电路 原 理
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的can总线的数据采集卡设计
表1-1器件功能和配置(STM32F105xx增强型)
芯片引脚图如图1-2：
图1-2STM32F105xx增强型LQPFP48管脚图
1.2内部资源
STM32有丰富的内部资源，如下所示：
·RealView MDK（Miertocontroller Development Kit）基于ARM微控制器的专业嵌入式开发工具；
STM32F105xx增强型系列工作于-40℃至+105℃的温度范围，供电电压2.0V至3.6V，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。
这些丰富的外设配置，使得STM32F105xx增强型微控制器适合于多种应用场合：
电机驱动和应用控制；
·医疗和手持设备；
·PC外设和GPS平台；
·工业应用：可编程控制器、变频器、打印机和扫描仪；STM32开发板核心芯片的参数如表1-1
2.2工作原理
当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。
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。
基于STM32的温湿度数据采集系统
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
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
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的多路模拟量数据采集设计
尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理采集技术的发展方向得到了迅速的发展，而且组成一个数据采集系统只需要一块数据采集卡，把它插在微机的扩展槽内并辅以应用软件，就能实现数据采集功能，但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响。相较于数据采集板卡成本和功能的限制，单片机具多功能、高效率、高性能、低电压、低功耗、低价格等优点，而双单片机又具有精度较高、转换速度快、能够对多点同时进行采集，因此能够开发出能满足实际应用要求的、电路结构简单的、可靠性高的数据采集系统。这就使得以单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。
20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集系统已成功的运用到军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠的单片机数据采集系统（DAS）。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段的数据采集系统采用模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速组成一个新的系统。
20世纪70年代后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统。
基于STM32嵌入式多路数据采集存储系统的设计
基于 STM32嵌入式多路数据采集存储系统的设计2.北京卫星导航中心,北京, 100094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。
图1 系统组成示意图Fig. 1 Schematic diagram of composition of system2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。
基于STM32的数据采集及显示系统的设计
１系统 的整体 方 案与 工作 原理
整个系统 由信号滤波 、 信号放 大 、 数 据采样处理 和主计算机传 输接 口等组成 。信号滤波 防止信号产生 “ 混叠现象 ” ； 信 号放大 对输 入信号进行调理 ， 使信号在 Ａ／Ｄ转换能够转换 的电压 范围内 ， 以满足采样 的要 求 ； 数据采样 处理 完成模 拟信号的采样保持和 数 字化 ； 与 主计算机 的数据 接 口， 将数据 上传给 Ｐ Ｃ机 ， 并在Ｐ Ｃ机上 显示 、 存储 。满足信 号检测 的实时 性 ， 进行 数据 的存储 、 显示
（ 南京林业 大学 信息科学与技术学 院， 江苏 南பைடு நூலகம் ２ １ ０ ０ ３ ７ ）
摘要 ： 设计一种基 于Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ 数据采集并在 Ｐ Ｃ 机 上 实 现数 据 的 显 示 和存 储 的 系统 。 通过 Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ 进 行 数 据 的 采 集 和 存储 ， 通
过Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 和Ｕ Ｓ Ｂ与Ｐ ｃ机 通信 ， 用ｃ ＃ 语 言编一个 简单的客 户端进 行数据的显示和存储 。电路设计 方法简单 、 可靠性高 ， 能
Ｉ ＳＳ Ｎ １ ０ ０ ９ － ３ ０ ４ ４
Ｅ — ｍａ ｉ ｈ ｋ ｆ ｙ ｊ ＠ｄ ｎ ｚ ｓ ． ｎ ｅ ｔ ． ｃ ｎ
ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ． ｄ ｎ ｚ ｓ ． ｎ ｅ ｔ ． ｃ ｎ Ｔ ｅ ｈ ＋ ８ ６ — ５ ５ ｌ 一 ６ ５ ６ ９ ０ ９ ６ ３ ６ ５ ６ ９ ０ ９ ６ ４
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ 一ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｍａ ｇ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ．Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ ｄ ａ ｔ ａ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ， ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｄ ａ ｔ ａ ｖ ｉ ａ ＲＳ ２ ３ ２ ａ ｎ ｄ ＵＳ Ｂ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｐ Ｃ， ｃ ｏ ｍｐ ｉ ｌ ｅ ａ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ Ｃ ＃ｌ ａ ｎ ｇ ｕ ａ ｇ ｅ ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ． Ｃｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｄ ｅ — ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ， ｈ ｉ ｇ ｈ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ． Ｃ ａ ｎ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ ； ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｃ； Ｃ ＃ ： ＵＳ Ｂ
基于stm32的数据采集与无线传输的设计
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ABSTRACT
With the continuous expansion of data monitoring, wireless communication and embedded technology applications, people collect precision data acquisition systems, speed and data storage have put forward higher requirements. For lack of current data collection system is proposed based on ARM Cortex-M3 processor STM32F103RBT6 chip data acquisition system, multi-channel analog input is continuously collected and sequential switching voltage and current signals of, ARM processor speed data acquisition system designed to meet the high-speed, real-time, data storage capacity of the system requirements. Further, since the difference between the noise immunity of the analog signal to the detriment of the transmission, it is often of a digital signal to be transmitted. Given by the embedded wireless transmission module design STM32F103RBT6 microprocessor and RF transceiver chip nRF905 composition. When its work in the 868 MHz band, the data transfer rate up to 1 Mbit • s-1, using high-gain antenna, so that the transmission distance up to 800 m or more, and showed good stability. System compact structure, easy maintenance. For data detection signal data acquisition and transmission industry, disasters such as flood and drought early warning, such as rainfall collection, hydrologic station monitoring. Keywords: STM32F103RBT6 NRF905 Wireless transmission Data collection
基于STM32微控制器和CH438Q数据采集器的设计与实现
㊀２０２１年㊀第１期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２１㊀Ｎｏ．１㊀基金项目：国家重点研发计划（２０１６ＹＦＣ０３０２１００）；青岛海洋科学与技术国家实验室鳌山科技创新计划项目（２０１７ＡＳＫＪ０１）收稿日期：２０１９－１１－２１基于ＳＴＭ３２微控制器和ＣＨ４３８Ｑ数据采集器的设计与实现刘㊀君，程㊀凯，赵培刚，徐㊀爽，马㊀超（中国海洋大学，光学光电子青岛市重点实验室，山东青岛㊀２６６１００）㊀㊀摘要：为有效解决深海资源探测传感器搭载数量以及控制系统小型化问题，结合ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６和ＣＨ４３８Ｑ设计了一种能够在深海区域控制多种传感器并将实时探测到的数据进行分类存储的小型化数据采集控制系统㊂海上试验结果表明，数据采集系统工作稳定㊁数据完整，可广泛应用于各种海洋环境监测和深海资源探测系统的建设中㊂关键词：数据采集；海洋探测；串口扩展；ＳＴＭ３２；ＣＨ４３８Ｑ中图分类号：ＴＰ３６８．１㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２１）０１－００３０－０３ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＤａｔａＣｏｌｌｅｃｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２ＭｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓａｎｄＣＨ４３８ＱＬＩＵＪｕｎ，ＣＨＥＮＧＫａｉ，ＺＨＡＯＰｅｉ⁃ｇａｎｇ，ＸＵＳｈｕａｎｇ，ＭＡＣｈａｏ（ＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，ＴｈｅＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃａｒｒｙｉｎｇｎｕｍｂｅｒｏｆｄｅｅｐ⁃ｓｅａｒｅｓｏｕｒｃｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎ⁃ｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｔｅｓｔｉｎｇｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｍｕｌｔｉｐｌｅｓｅｎｓｏｒｓｉｎｔｈｅｄｅｅｐ⁃ｓｅａａｒｅａｔｏｃｌａｓｓｉｆｙａｎｄｓｔｏｒｅｔｈｅｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｄｅｔｅｃｔｅｄｄａｔａｂａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６ａｎｄＣＨ４３８Ｑｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｏｆｆｓｈｏｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔａｂｌｅａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｖａｒｉｏｕｓｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｄｅｅｐ⁃ｓｅａｒｅｓｏｕｒｃｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｍａｒｉｎｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；ｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｅｘｔｅｎｓｉｏｎ；ＳＴＭ３２；ＣＨ４３８Ｑ０㊀引言海洋为人类提供了丰富的海洋资源与发展空间［１］㊂传统的海洋科学研究方法只能从地面或者乘船从海面观察海洋，随着卫星遥感技术的发展，也可从空中对海洋进行观测，但这些方法都只能得到海洋表面的数据［２］㊂随着科学技术的发展，海洋探测技术也相应的在不断发展与改进㊂深海运载器探测技术㊁深海光学传感器探测技术㊁深海电磁学传感器技术等［３］为人类科学地认识深海提供了方法㊂认识海洋的前提是需要依靠各种传感器探测到的数据，传感器在不同海洋环境下的控制和传感器数据存取则主要依托于数据采集系统㊂在设计数据采集系统中，采用微控制器ＳＴＭ３２作为系统的控制核心，由于试验需要搭载多种ＲＳ２３２串行接口的传感器进行测试，而ＳＴＭ３２所提供的３个串口不能满足需求，必须进行串口扩展㊂本文结合ＳＴＭ３２单片机和串口扩张芯片ＣＨ４３８Ｑ设计实现了一种集成度高㊁配置灵活㊁小型化㊁多种传感器接入的数据采集系统㊂１㊀系统架构海洋数据采集系统集传感器供电与管理于一体，兼容数字量㊁模拟量等接口传感器，可以广泛地应用在各种海洋监测平台系统建设中，能够满足在线观测与自容监测的设计需要［４］㊂数据采集系统的整体设计是基于深海环境背景下设计的，其整体设计图如图１所示㊂图１㊀海洋探测数据采集器整体设计框图㊀㊀㊀㊀㊀第１期刘君等：基于ＳＴＭ３２微控制器和ＣＨ４３８Ｑ数据采集器的设计与实现３１㊀㊀数据采集系统主要分为供电电源，微控制器，串口扩展三部分㊂供电电源负责为微控制器㊁串口扩展以及外接传感器提供电源管理；串口扩展部分负责与各种传感器进行通信对接，将传感器探测的数据传输到微控制器之中㊂微控制器是整个数据采集系统的核心，负责控制整个数据采集系统的工作，需要对各类数据进行采集㊁处理㊁存储，对各种传感器工作状态工作进行监控，保证整个采集工作的稳定进行㊂数据采集系统各部分的详细设计需要考虑所搭载传感器的工作电压㊁通信方式㊁通信速率㊁数据格式等主要参数㊂本试验所搭载的主要传感器和其性能参数如表１所示㊂表１㊀传感器类型及性能参数传感器类型工作电压通信方式通信速率ＣＴＤ９ ２４ＶＤＣＲＳ２３２１１５２００ｂｉｔ／ｓ甲烷９ ３６ＶＤＣＲＳ２３２９６００ｂｉｔ／ｓＭｉｎｉＣＯ２５ ３０ＶＤＣＲＳ２３２９６００ｂｉｔ／ｓ自研ＣＯ２１２ＶＤＣＲＳ２３２９６００ｂｉｔ／ｓ㊀㊀传感器返回的数据格式如下所示㊂（１）ＣＴＤ返回的数据格式为：温度，电导率，压力，盐度，声速，日期，时间㊂（２）甲烷返回的数据格式为：１：甲烷浓度对应的电压值；２：温度；３：保留；４：保留；５：保留；６：保留；７：保留；８：保留㊂（３）自研ＣＯ２返回的数据格式为：开始标志，年月，日，时，分，秒，参考Ａ／Ｄ，当前Ａ／Ｄ，未校正ＣＯ２浓度，校正后ＣＯ２浓度，传感器温度，气压，内部电池温度，电源电压，记录器温度，模拟输入１，模拟输入２，数字输入１，数字输入２㊂（４）ＭｉｎｉＣＯ２返回的数据格式为：ＣＯ２浓度㊂２㊀串口扩展串口扩展部分是数据采集器中的重要部分，它主要负责接收各种传感器探测获得的数据㊁将微控制器发送的指令传达给部分传感器以及将接收到的数据再返回到微控制器，微控制器再进行相应的分类存储㊂在此部分的设计中，选用了ＣＨ４３８Ｑ芯片进行串口扩展㊂ＣＨ４３８Ｑ芯片可以扩展为８路串口，只需要在控制部分进行相应的初始化配置即可使用，而不会影响单片机自身具备的串口功能，且支持最高４Ｍｂｉｔ／ｓ的通讯波特率，可以用于单片机／嵌入式系统的ＲＳ２３２串口扩展㊁带自动硬件速率控制的高速串口等，支持串口低功耗睡眠模式㊂ＣＨ４３８Ｑ与ＳＴＭ３２通信原理如图２所示㊂图２㊀ＣＨ４３８Ｑ与ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６通信原理图ＣＨ４３８Ｑ集成扩展出来的通信接口为ＴＴＬ电平，在本次数据采集器中所要搭载的传感器均为ＲＳ２３２通信方式，因此，在串口扩展设计模块中，需要采用ＭＡＸ３２３２芯片将ＴＴＬ电平转换成ＲＳ２３２电平与传感器进行通信㊂３㊀控制部分设计微控制器采用ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６芯片，它基于高性能㊁低成本㊁低功耗嵌入式应用的ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核，采用ＡＲＭＶ７构架，支持Ｔｈｕｍ－２指令集，具有位带操作㊁定时器㊁可嵌套中断㊁低成本㊁低功耗㊁接口丰富等优势［５］㊂在数据采集系统中，ＳＴＭ３２微控制器负责对串口扩展模块中的ＣＨ４３８Ｑ寄存器进行初始化㊁将采集到的数据进行整合㊁存储以及对整个系统运行进行监测㊂微控制器主要功能示意图如图３所示㊂图３㊀控制模块主要功能示意图控制模块的软件设计部分是在ＫｅｉｌｕＶｉｓｉｏｎ５集成开发环境下完成的㊂软件架构基于模块化思想，针对不同的功能模块进行函数封装，提高了软件重用性和简洁性㊂３．１㊀ＣＨ４３８软件配置ＣＨ４３８Ｑ芯片内部具有８个完全独立的异步串口，在寄存器地址空间分布上，每个串口各占用８个字节的地址空间㊂对ＣＨ４３８Ｑ的串口进行初始化要根据串口号对应的地址进行相应的设置，主要包括：波特率㊁内部时钟频率㊁ＦＩＦＯ的设置㊂（１）波特率的设置是基于搭载传感器的波特率大小选择的㊂在本次试验中将串口１的波特率设置为１１５２００ｂｉｔ／ｓ，其他串口统一设置为９６００ｂｉｔ／ｓ㊂（２）内部时钟频率的大小要根据ＣＨ４３８Ｑ外部晶体的大小进行计算，其计算公式为：内部时钟频率＝外部晶振频率基准时钟ˑ１６ˑ所需通讯波特率㊀㊀㊀㊀㊀３２㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＪａｎ．２０２１㊀设计中选用了频率为７．３７２８ＭＨｚ石英振荡器作为外部晶振，以１．８４３２ＭＨｚ作为串口内部基准时钟，所需波特率为９６００ｂｉｔ／ｓ，则公式计算后，内部时钟频率大小为０．６１４４ＭＨｚ㊂（３）设置ＦＩＦＯ模式为打开状态，触发点为１１２字节，便于数据缓存㊂３．２㊀数据处理考虑到所搭载传感器的数量和返回数据的重复，有必要对数据进行相应的处理，这样有利于数据的存储以及后期处理㊂微控制器将接收到ＣＴＤ传感器㊁甲烷传感器㊁ＭｉｎｉＣＯ２传感器㊁自研ＣＯ２传感器㊁舱内温湿度传感器以及ｐＨ传感器数据，每个传感器保留必要的数据后并用分号隔开进行组合㊂数据处理后的格式为：标志位，日期，时间，温度，电导率，压力，溶解氧，盐度，声速；甲烷浓度；参考Ａ／Ｄ，当前Ａ／Ｄ，未校正ＣＯ２浓度，校正后ＣＯ２浓度，传感器温度，气压，内部电池温度，电源电压；ＣＯ２浓度；舱内温度，舱内湿度；ｐＨ值㊂３．３㊀数据存取存储模块应具有非易失性，及在掉电后的数据不会被丢失㊂常用的有固化存储器主要包括ＦＬＡＳＨ㊁Ｅ２ＰＲＯＭ和ＳＤ卡［６］㊂在深海探测时，由于深度原因，数据一般无法进行实时传输到水面，可以采用大容量存储设备，以存储数据㊂这里选用ＳＤ卡作为数据存储器是非常合适的㊂它不仅容量可以做到很大（３２ＧＢ以上），而且方便移动，并且有几种体积的尺寸可供选择（标准的ＳＤ卡尺寸，以及ＴＦ卡尺寸等），能满足不同应用的要求㊂微控制器在将数据处理完成之后，将数据以．ＴＸＴ文件格式存储到ＳＤ卡之中，并以时间作为文件名㊂此外，为了方便测试后数据读取处理，设计了ＵＳＢ的硬件接口功能并编制了相应的控制程序，方便了数据的读取㊂４㊀近海实验结果数据采集系统装载在耐压舱体中，通过定制电缆分别与ＣＴＤ传感器㊁甲烷传感器㊁自研ＣＯ２传感器㊁ＭｉｎｉＣＯ２传感器等进行连接，工作电源由ＡＵＶ提供２４Ｖ直流电源㊂近海试验表明，数据采集器在长时间运行下可以稳定工作，通过ＵＳＢ读取的实验数据分类存储完整，达到了预期目标㊂部分实验数据整理后如表２ 表４所示㊂表２㊀ＣＴＤ传感器数据标志位日期时刻温度／ħ电导率／（Ｓ㊃ｍ－１）压力／Ｐａ溶解氧／（ｍｇ㊃Ｌ－１）盐度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）声速／（ｍ㊃ｓ－１）＃２０１９－０４－１２０９：２１：２９１１．００７４０．０００３１－０．１６８７．２４８０．００６６７．２４８＃２０１９－０４－１２０９：２１：３９１０．９９２２０．０００３１－０．１８９７．２５７０．００６６１４５１．１７７＃２０１９－０４－１２０９：２１：４９１０．９３２７０．０００３２０．０５３７．３６６０．００６６１４５０．９５０＃２０１９－０４－１２０９：２１：５９１０．９０９００．０００３１０．０１３７．４１７０．００６６１４５０．８５８＃２０１９－０４－１２０９：２２：０９１０．９４７１０．０００３１－０．１３０７．３３００．００６６１４５１．００３表３㊀甲烷和ＭｉｎｉＣＯ２传感器数据甲烷浓度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）参考Ａ／Ｄ当前Ａ／Ｄ未校正ＣＯ２浓度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）校正后ＣＯ２浓度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）传感器温度／ħ气压／Ｐａ内部电池温度／ħ电源电压／Ｖ０．３６２０１４８７０１７５８－２５０．００－２５２．９８１１．３１９８８．２２０．１７１１．８８０．４３５０１８４８０２１５１－２５０．００－２５２．８８１１．３０９８８．６１７０．３５１１．８０．５５７０１８７４０２１７７－２５０．００－２５２．７５１１．２７９８９．１３０．４０１１．８０．７９７０１８７７０２１８１－２５０．００－２５２．７７１１．２６９８９．０５０．５２１１．８０．９１００１８７７０２１８１５５９．００５６５．３４１１．２３９８８．７９０．５２１１．８表４㊀自研ＣＯ２㊁温湿度㊁ｐＨ传感器数据ＣＯ２浓度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）舱内温度／ħ舱内湿度／％ＲＨｐＨ值５２８１０．９４３．８５．１７７５２０１１．０４３．８５．２０１５２９１１．０４３．８５．２１１５２９１１．０４３．７５．２１１５２６１１．０４３．７５．２２６５㊀结束语针对于深海资源探测设计的数据采集系统，在完成了串口扩展问题的基础上，不仅做到了集成度高㊁低功耗㊁低成本，还可以根据不同的探测任务需求，灵活搭载不同的传感器㊂后期还可以针对微控制器ＳＴＭ３２功能进行深入开发，设计不同的功能模块，满足不同领域通信控制和数据传输的需求㊂（下转第４７页）㊀㊀㊀㊀㊀第１期甄国涌等：基于ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ的高可靠性图像数据传输设计４７㊀㊀图８㊀１６ｂｉｔ灰度图像表１㊀误码统计表测试序号传输距离／ｍ数据量／ＧＢ误码个数双校验前双校验后重传次数１４１６２６００２４３２５７００３６１６５２００４６３２９６００５８１６１０６０２６８３２１９８２８７１０１６１７５７２３８１０３２４５３１６３１５㊀结束语针对图像数据在高速传输时可靠性较低的问题，设计了基于ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ的高可靠性图像数据传输系统㊂通过对接口时序进行优化设计以及使用ＣＲＣ校验与ＥＣＣ校验结合的双校验方法，提高了ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ接口在传输图像数据的可靠性㊂经试验验证，加入双校验逻辑后，误码率低于一百亿分之一，图像数据传输可靠性显著提升㊂参考文献：［１］㊀杜文略，李红薇，高越．水下试验图像数据采集存储系统的设计与实现［Ｊ］．电子器件，２０１９，４２（３）：７３３－７３９．［２］㊀隋延林，何斌，张立国，等．基于ＦＰＧＡ的超高速ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ图像传输［Ｊ］．吉林大学学报（工学版），２０１７，４７（５）：１６３４－１６４３．［３］㊀邱扬刚，邱琦，赵民伟，等．基于ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ的高速图像采集技术研究与应用［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１８，２６（４）：２３９－２４２．［４］㊀魏淑稳．基于ＦＰＧＡ的ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ图像数据采集装置的研究与实现［Ｄ］．太原：中北大学，２０１９．［５］㊀张维达，崔明，张甫恺．基于异步ＦＩＦＯ的ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ数字图像光纤传输技术［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１６（７）：４７－５０．［６］㊀汝兴海．图像数据高速传输和数据存储的关键技术研究与实现［Ｄ］．太原：中北大学，２０１６．［７］㊀刘源，李庆，梁艳菊．基于ＦＰＧＡ的红外目标自动检测系统［Ｊ］．红外技术，２０１９，４１（６）：５２１－５２６．［８］㊀李辉景，王淑琴，任勇峰，等．基于ＣＲＣ校验的高速长线ＬＶＤＳ传输设计［Ｊ］．电子器件，２０１５，３８（６）：１３４６－１３５１．［９］㊀朱金瑞，王代华，苏尚恩，等．存储式弹载数据记录仪存储可靠性技术研究［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０１９，４０（１）：１５９－１６２．［１０］㊀范君健，吴国东，王志军，等．基于ＦＰＧＡ的高精度弹载压力数据采集系统［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０１７，３８（９）：１０２－１０７．作者简介：甄国涌（１９７１ ），教授，博士，主要研究领域为动态测试技术㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｕｏｙｏｎｇ＠ｎｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ丁润琦（１９９６ ），硕士研究生，主要研究领域为动态测试技术，电路与系统㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｄｒｑｄｒｑ１００００＠１６３．ｃｏｍ（上接第３２页）参考文献：［１］㊀韩增林，李博，陈明宝，等． 海洋经济高质量发展 笔谈［Ｊ］．中国海洋大学学报（社会科学版），２０１９（５）：１３－２１．［２］㊀吴邦春，彭晓彤，周怀阳，等．基于海底观测网的深海化学监测系统的设计［Ｊ］．仪器仪表学报，２０１１，３２（５）：１１７１－１１７６．［３］㊀丁忠军，任玉刚，张奕，等．深海探测技术研发和展望［Ｊ］．海洋开发与管理，２０１９，３６（４）：７１－７７．［４］㊀张涌萍，杨汝．具有优越陷波选择性和带宽的超宽带缝隙天线［Ｊ］．现代电子技术，２０１４，３７（１５）：８６－８８．［５］㊀魏旭可．基于ＳＴＭ３２单片机的光谱仪数据采集与处理系统［Ｄ］．青岛：中国海洋大学，２０１２．［６］㊀陈作聪．一种用于海洋大数据的低功耗数据采集器设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１８，２６（７）：３０６－３０８．作者简介：刘君（１９９３ ），硕士研究生，主要研究方向为光电探测与控制技术㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：１４３２７０１７１３＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：程凯（１９７４ ），高级工程师，博士，主要研究方向为海洋信息探测与处理㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｇｋａｉ＠ｏｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ。
基于STM32的k型热电偶采集系统-文档资料
制作人-王天浩 陈力豪 夏正俊 2012级电气工程及其自动化
基本功能
对温度进行实时监测 绘制最近七组温度折线图 监测热电偶的连接状态 实现中文显示
基本参数
MCU主频72MHZ 热电偶温度范围为0~800摄氏度 精度为°C 彩频尺寸280*420
传感器部分
基本原理：
MAX6675内部结构
时序与数据结构
MAX6675 的输出数据为16 位,其中D15 始终无 用, D14～D3 对应于热电偶模拟输入电压的数字转 换量, D2 用于检测热电偶是否断线(D2 为1 表明热 电偶断开) , D1 为MAX6675 的标识符, D0 为三态。 温度值= 1023. 75 ×转换后的数字量/ 4095。（约为四分之一）
在热电偶回路中产生的 电势由温差电势和相 接触电势两部分组成 但是以接触电势为主
接触电势：它是两种电子密度不同的导体相互接触时产生 的一种热电势。当两种不同的导体A和B相接触时，假设 导体A和B的电子密度分别为Na和Nb并且Na>Nb，则在 两导体的接触面上，电子在两个方向的扩散率就不相同， 由导体A扩散到导体B的电子数比从B扩散到A的电子数要 多。导体A失去电子而显正电，导体B获得电子而显负电。 因此，在A、B两导体的接触面上便形成一个由A到B的静 电场，这个电场将阻碍扩散运动的继续进行，同时加速电 子向相反方向运动，使从B到A的电子数增多，最后达到 动态平衡状态。此时A、B之间也形成一电位差，这个电位差称为接触电势。冷端补偿
由于热电偶的材料一般都比较贵重，而测温点到 仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低 成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由 端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪 表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只 起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的 仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对 测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其 他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影 响。