基于STM32的多路模拟量数据采集设计说明
STM32多通道ADC采集详解(DMA模式和非DMA模式)
STM32多通道ADC采集详解(DMA模式和非DMA模式)在非DMA模式下,ADC采集的数据是通过CPU直接读取的,采集效率相对较低,但是编程相对简单。
首先,需要初始化ADC模块的工作模式(单通道、多通道等)和采样时间。
然后,使能ADC模块,并配置所需的通道和采样时间。
接着,设置采样序列,指定要采集的通道和相应的排列顺序。
在采集数据时,首先需要设置ADC转换模式和采样时间,然后开始转换,并等待转换完成。
转换完成后,通过读取ADC_DR寄存器可以获取转换结果。
如果需要采集多个通道的数据,可以通过设置ADCSQR中的SQx位来启动下一次转换。
在DMA模式下,ADC采集的数据是通过DMA控制器传输到指定的内存区域,采集效率较高,适合数据量较大的应用场景。
与非DMA模式相比,DMA模式下的配置需要额外设置DMA控制器的工作模式(单次传输、循环传输等)和传输数据的目的地地址。
在采集数据前,需要设置DMA传输的目的地地址,并使能DMA传输。
在开启ADC转换后,DMA控制器会根据设置的目的地地址来自动传输数据,无需CPU干预。
采集完成后,CPU可以通过检查DMA传输完成标志位来判断数据是否已传输完毕。
总结:
使用非DMA模式的ADC采集相对简单而容易上手,适用于数据量较小且对实时性要求不高的应用场景。
DMA模式下的ADC采集效率更高,适用于数据量较大且对实时性要求较高的应用场景。
无论是DMA模式还是非DMA模式,都需要根据具体的应用需求来选择合适的模式。
在使用DMA模式时,还需要注意合理设置DMA传输的目的地地址和传输模式,以充分发挥DMA的优势。
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 STM32F0的多功能数据采集控制板系统设计
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STM32单片机的多路数据采集系统设计说明
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2013.3.31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 applicati on of STM32 series embedded ARM con troller basedon Cortex-M3 and it describes the hardware desig n and software desig n of thedata on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an veryimportant function. The introductive point of this text is a data to collectthe system.The hardware of the system focuses on sig nal-chipmicrocomputer.Data collecti on and com muni cation con trol use modular desig n.The data collected to con trol with corresp ondence to adopt a mach ine 8051to carry out. The part of hardware ' s core is STM32, is also includes A/D con versi on module, display module, and the serial in terface. Slave machi ne is resp on sible for data acquisiti on and an sweri ng the host machi ne.8 roads were measured the electric voltage to pass the in gen eral use mold-few conversion of ADC0809,the realization carries on the conversion that imitatesto measure the nu meral to measure towards the data that collect .The n send the data to the host machi ne.the host machi ne is resp on sible for data and display, LED digital display is resp on sible display the data. The softwareis partly programmedwith C++ of the Keil uVision4. The software can realize the fun cti on of mon itori ng and con trolli ng the whole system. It desig ns much program like data-acquisition treatment,data-display and data-communication ect.Keyword: data acquisitio n AT89C52 ADC0809 Keil uVisio n4目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景及其目的意义 (1)1.2 国外研究现状 (2)1.3 该课题研究的主要容容 (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。
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
基于STM32的多路数字式温度采集系统
湖北民族学院毕业论文(设计)多路数字式温度监测系统学生姓名:学号:*********系别:电气工程系专业:电子信息科学与技术指导教师:孙玲姣评阅教师:论文答辩日期答辩委员会主席摘要本设计是一个以微控制器、温度传感器、按键及TFT显示屏等为框架的数字式温度测量系统。
设计采用了STM32F103ZE芯片为主控制器,通过单总线制温度传感器DS18B20实现温度采集,将温度信息通过STM32F103ZE微控制器处理后在TFTLCD模块中显示,以实现多点的温度监测。
本设计一共使用了四个DS18B20,也就是说本系统可以同时采样四个地点的温度值。
待温度传感器的温度值采回来后,将所有的温度值显示在液晶屏上面。
在显示功能上,使用折线图显示,使显示更直观、更强大。
当然系统其他的功能也有显示,比如报警温度将会实时显示,其通过外围按键来调整极限温度。
本设计也将部分显示相关的功能性按键加到TFTLCD上,减少外围电路,也增加了人机交互,使系统更加人性化、智能化。
本设计功能齐全,在温度检测上面面聚到。
关键词:微控制器,TFTLCD,DS18B20,温度监测AbstractThis design is to a micro controller, temperature sensor, buttons and TFT screen for the framework of digital temperature measuring system.STM32F103ZE chips as the main controller is adopted, through the single bus temperature sensor DS18B20 temperature acquisition, temperature information through STM32F103ZE micro controller shown in TFTLCD module after processing, in order to realize the multi-point temperature monitoring.This design uses the altogether four DS18B20, that is to say, this system can sampling temperature of four locations at the same time.With temperature sensor temperature after you come back, all the temperature display on the LCD panel.On the display function, using the line chart shows that make the show more intuitive, more powerful.The function of the system, of course, other also have display, such as alarm temperature will real-time display, through the peripheral buttons to adjust the limit temperature.This design will also be part of a display related functional keys on TFTLCD, reduce the peripheral circuit, also increased the human-computer interaction, make the system more humane, intelligent.The design of the function is all ready, at the top surface temperature detection.Keywords:microcontroller,TFTLCD,DS18B20, the temperature measurement目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪言1.1 课题背景 (1)1.2 国内外概况 (1)1.3 课题研究的目的和意义 (2)1.4 课题的主要研究工作 (3)2 系统设计方案的研究2.1 方案选择 (4)2.2 系统总体方案设计 (7)2.3 系统功能介绍 (7)3 硬件电路设计3.1 硬件元件介绍 (9)3.1.1 STM32F103ZE 介绍 (9)3.1.2 DS18B20介绍 (12)3.1.3 TFTLCD介绍 (15)3.1.4 FSMC介绍 (16)3.2 硬件电路详细设计 (17)3.2.1 温度采集模块设计 (17)3.2.2 显示模块设计 (18)3.2.3 按键模块设计 (19)3.2.4 报警模块设计 (19)3.2.5 系统总体电路图 (20)4 软件设计4.1 主程序流程图 (21)4.2 温度采集处理子程序 (21)4.3 显示子程序介绍 (22)4.4 按键子程序介绍 (23)5 系统调试及分析5.1 调试结果及分析 (26)6 总结 (29)致谢 (30)参考文献 (31)1 绪言本章阐述了温度测量的研究背景、当前现状以及发展方向,明确指出了现今温度测量所面临的问题。
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数据采集器的设计
基于STM32数据采集器的设计
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。
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和MODBUS协议的多参数数据采集卡设计(精)
第32卷第12期 2010-12(上【205】基于STM32和MODBUS协议的多参数数据采集卡设计Multi-parameter data acquisition card design based on STM32 and MODBUS protocol肖前军XIAO Qian-jun(重庆工业职业技术学院,重庆 400050)摘要:为了实现工业现场数据采集的网络化和智能化,本文使用STM32作为控制器,采用MODBUS通信协议,设计了一款高性能多参数数据采集卡。
关键词:STM32;MODBUS协议;网络化;多参数中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-0134(201012(上-0205-04Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2010.12(上.670 引言在工业现场需要监控现场的工作环境和设备的运行状况,就需要测量现场的温度、湿度和设备的电压、电流等参数,以前的数据采集多采用变送器,变送器采集的数据采用模拟量传输,抗干扰能力较差,并且采集数据单一,不能完成多参数采集,由于采用模拟量传输不易实现网络化。
本文提出一种多参数数据采集卡的设计和实施方案,采用STM32作为微处理器,标准MODBUS协议作为通信规约,实现数据采集的网络化和智能化;该采集卡具有如下功能:可实现8路模拟量输入(混接),用户可将任一通道自由设置成标准电压、标准电流(加接取样电阻)、热电偶、热电阻等信号方式;8路继电器输出(控制或报警信号),报警继电器由I/O前端自行控制输出(组态),可单组或多组输出,每组输出为独立方式,报警输出触电电流≤3A;在串行通信方式(RS485)下,采用标准MODBUS协议,使采集卡与上位机或控制器进行通信;人机接口(键盘及显示),完成参数手动设置和测试结果现场显示。
1 系统总体方案系统总体框图如图1所示,包括电源处理电路,MCU控制器,串行通信模块,信号滤波电路,放大电路和A/D转换电路,信号隔离电路,输出报警和人机接口电路。
基于STM32的多路模拟量数据采集设计说明
受需求牵引,新一代机载数据采集系统为满足飞行实验应用也在快速地发展。如爱尔兰ACRA公司2000年研发推出的新一代KAM500机载数据采集系统到了2006年。本系统采用16位(A/D)模拟数字变换,总采样率达500K/S,同步时间为+/-250ns,可以利用方式组成高达1000通道的大容量的分布式采集系统。
系统框图如图2-1所示。
图2-1 系统框图
2.2方案论证
2.2.1A/D模数转换
ADC的开关控制,通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位可给ADC上电。当第一次设置ADON位时,它将ADC从断电状态下唤醒。 ADC上电延迟一段时间后(tSTAB),再次设置ADON位时开始进行转换。 通过清除ADON位可以停止转换,并将ADC置于断电模式。在这个模式中,ADC几乎不耗电(仅几个μA)。由时钟控制器提供的ADCCLK时钟和PCLK2(APB2时钟)同步。RCC控制器为ADC时钟提供一个专用的可编程预分频器。ADC通道的选择上有16个多路通道。可以把转换组织成两组:规则组和注入组。在任意多个通道上以任意顺序进行的一系列转换构成成组转换。例如,可以如下顺序完成转换:通道3、通道8、通道2、通道2、通道0、通道2、通道2、通道15。 规则组由多达16个转换组成。规则通道和它们的转换顺序在ADC_SQRx寄存器中选择。规则组中转换的总数应写入ADC_SQR1寄存器的L[3:0]位中。 注入组由多达4个转换组成。注入通道和它们的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。注入组里的转换总数目应写入ADC_JSQR寄存器的L[1:0]位中。 如果ADC_SQRx或ADC_JSQR寄存器在转换期间被更改,当前的转换被清除,一个新的启动脉冲将发送到ADC以转换新选择的组。
STM32L476应用开发之二:模拟量数据采集
STM32L476应⽤开发之⼆:模拟量数据采集采集模拟量数据在⼀台⼀起中是必不可少的功能。
在本次实验中我们要采集的模拟量值主要包括氧⽓传感器的输出以及压⼒变送器的输出。
1硬件设计我们需要采集数据对精度有⼀定的要求,⽽STM32L476⾃带ADC为12位的,所以我们采⽤独⽴的ADC芯⽚来完成这⼀⼯作。
由于使⽤经验的关系,我们选择了AD7705芯⽚。
AD7705为完整16位、低成本、Σ-Δ型ADC,适合直流和低频交流测量应⽤。
其具有低功耗(3 V时最⼤值为1 mW)特性,因⽽可⽤于环路供电、电池供电或本地供电的应⽤中。
⽚内可编程增益放⼤器提供从1⾄128的增益设置,⽆需使⽤外部信号调理硬件便可接受低电平和⾼电平模拟输⼊。
AD7705拥有两个差分通道,对外通讯⽀持SPI接⼝⽅式。
其结构图如下:在STM32L476RG开发板中,有SPI3⼝已经引到端⼦可以使⽤。
各引脚分别为:CN7-1 PC10 SPI3-SCKCN7-2 PC11 SPI3-MISOCN7-3 PC12 SPI3-MOSI在开发板上的位置如下红框标识:根据以上描述,于是我们设计电路图如下:2、软件设计完成硬件连接后我们可以开始软件开发了,⾸先我们在STM32CubeMX中对硬件部分进⾏配置。
由于板⼦上没有焊接X3外部晶振,我们使⽤内部时钟源。
使⽤SPI3的引脚PC10,PC11,PC12,如下图所⽰:然后配置SPI3的的参数,我们采⽤7为数据,⼤端以及64分频,具体的参数配置如下图所⽰:对应的SPI3端⼝的配置程序如下所⽰:static void SPI3_Configuration(void){hspi3.Instance = SPI3;hspi3.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;hspi3.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;hspi3.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;hspi3.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;hspi3.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;hspi3.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;hspi3.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_64;hspi3.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;hspi3.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;hspi3.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;hspi3.Init.CRCPolynomial = 7;if (HAL_SPI_Init(&hspi3) != HAL_OK){Error_Handler();}}接下来我们实现通过SPI3接⼝读取摸你脸个采集值得程序。
基于STM32单片机的多路数据采集系统的设计 任务书
1、2015 年 12 月 15 日—2014 年 12 月 30 日:搜集、阅读和整理资料,交出开题报告 2、2016 年 1 月 1 日—2016 年 1 月 20 日:进行方案论证并初步确定总体方案 3、2016 年 1 月 21 日—2016 年 3 月 27 日:完成硬件电路设计 4、2016 年 3 月 28 日—2016 年 4 月 28 日:进行软件设计与仿真,撰写论文并提交初稿 5、2016 年 4 月 29 日—2016 年 5 月 20 日:修改论文,完成论文的撰写 6、2016 年 5 月 21 日—2016 年 6 月 5 日:专家评审,准备论文答辩 7、2016 年 6 月 6 日—2016 年 6 月 10 日:进行论文答辩
毕业设计(论文)任务书
年级专业
12 测控技术与仪器 学生姓名
学号
课题名称
基于 STM32 单片机的多路数据采集系统的设计
设计(论文) 起止6 月 10 日
课题类型
□工程设计 √应用研究 □开发研究 □软件工程 □理论研究 □其他
课题性质 √真实 □模拟 □虚拟
一、课题研究的目的与主要内容 (一)、课题设计的目的:
让学生运用所学《自动控制原理》《数字电子技术基础》《智能仪器》《单片机》等课程,
对多路数据采集系统进行设计。锻炼学生控制系统、仿真设计、电子电路制作的能力,达到毕
业设计的要求,为以后在相关领域的工作打好基础。
(二)、课题设计的主要内容:
设计一种多路数据采集系统,选用 STM32 单片机作为数据采集系统的控制器进行系统设 计,并进行一路电压信号、一路电流及八路开关信号的数据采集。
注:1.此表由指导教师填写,经系、教研室主任审批生效; 2.此表 1 式 3 份,学生、系、教务处各 1 份。
STM32多路AD采样DMA使用方法
STM32多路AD采样DMA使用方法比画了很多天,终于今天下狠心把多通道ADC转换逼出来了,一直就看着ADC多通道的多种用法和DMA的用法眼晕,找了很多例子最多是3通道而且用的不是一个AD.终于靠自己的力量弄出来了,长出了一口气啊.我这里用的ADC的通道8~15共8个通道,采用自动连续转换模式,转换完一个通道的数据由DMA送到内存中,主程序中把每个通道的数据分检出来经过"去极值取平均值滤波"后送给LCD显示,在万利的开发板上显示的值比万利的例子稳定多了./************************************************************** ****************** Function Name : main* Description : Main program* Input : None* Output : None* Return : None*************************************************************** ****************/int main(void){#ifdef DEBUGdebug();#endif/* System clocks configuration ---------------------------------------------*/RCC_Configuration();/* NVIC configuration ------------------------------------------------------*/NVIC_Configuration();/* GPIO configuration ------------------------------------------------------*/GPIO_Configuration();LcdShow_Init();/* DMA1 channel1 configuration ----------------------------------------------*/DMA_DeInit(DMA1_Channel1);DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;//外设地址DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)ADC_RCVTab;//内存地址DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;//dma传输方向单向DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 160;//设置DMA在传输时缓冲区的长度 wordDMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//设置DMA的外设递增模式,一个外设DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//设置DMA的内存递增模式,DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//外设数据字长DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//内存数据字长DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;//设置DMA的传输模式:连续不断的循环模式DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//设置DMA的优先级别DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//设置DMA的2个memory中的变量互相访问DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);/* Enable DMA1 channel1 */DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);/* ADC1 configuration ------------------------------------------------------*/ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//独立工作模式ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;//扫描方式ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;//连续转换ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//外部触发禁止ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//数据右对齐ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 8;//用于转换的通道数ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);/* ADC1 regular channels configuration [规则模式通道配置]*/ ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_8 , 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_9 , 2, ADC_SampleTime_239Cycles5);ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10, 3, ADC_SampleTime_239Cycles5);ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_11, 4, ADC_SampleTime_239Cycles5);ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_12, 5, ADC_SampleTime_239Cycles5);ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_13, 6,ADC_SampleTime_239Cycles5);ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_14, 7, ADC_SampleTime_239Cycles5);ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_15, 8, ADC_SampleTime_239Cycles5);/* Enable ADC1 DMA [使能ADC1 DMA]*/ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);/* Enable ADC1 [使能ADC1]*/ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);/* Enable ADC1 reset calibaration register */ADC_ResetCalibration(ADC1);/* Check the end of ADC1 reset calibration register */while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));/* Start ADC1 calibaration */ADC_StartCalibration(ADC1);/* Check the end of ADC1 calibration */while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));/* Start ADC1 Software Conversion */ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);while(1){vu16 value1 = 0;vu16 value2 = 0;vu16 value3 = 0;vu16 value4 = 0;vu16 value5 = 0;vu16 value6 = 0;vu16 value7 = 0;vu16 value8 = 0;value1 = average(ADC_RCVTab,0); value2 = average(ADC_RCVTab,1); value3 = average(ADC_RCVTab,2); value4 = average(ADC_RCVTab,3); value5 = average(ADC_RCVTab,4); value6 = average(ADC_RCVTab,5); value7 = average(ADC_RCVTab,6); value8 = average(ADC_RCVTab,7);u8 num1 = value3 % 10;u8 num2 = (value3 / 10) % 10;u8 num3= (value3 / 100) % 10;u8 num4 = value3 / 1000;if (num1 > 9)display[3] = num1 + (65 - 10); elsedisplay[3] = num1 + (48-0);if (num2 > 9)display[2] = num2 +(65 - 10); elsedisplay[2] = num2 + (48 - 0);if (num3>9)display[1]=num3+(65-10);elsedisplay[1]=num3+(48-0);if (num4>9)display[0]=num4+(65-10);elsedisplay[0]=num4+(48-0); write_string(display); delay();}}。
基于stm32的数据采集与无线传输的设计
Iห้องสมุดไป่ตู้
[键入文字]
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数据采集器的设计
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。
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1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。
数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非成熟人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务,因而得到了初步的认可。大概在60年代后期,国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。
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。
关键词:数据采集,STM32,模数转换
The Designof Multi-channel Data Acquisition System Basedon STM32
ABSTRACT
This paper introduces the hardware design and software design of data acquisition based on STM32. The data acquisition system is an indispensable link between analog and digital domains. It plays a very important role. The focus of this article is the data acquisition system, and the focus of the hardware part of the system is the single-chip microcomputer chip. Data collection and communication control use a modular design and use STM32 MCU to realize themsleves. The hardware part is a single-chip microcomputer as the core, and it also includes a display module and the serial interface. The system is directly controlled by the program STM32 chip. Three-measured voltage uses a dedicated DMA channel data acquisition and the data transmission to get the STM32 built-in ADC analog digital conversion module, and it realizes the data acquisition through the digital conversion, and converts the data through the STM32 , GPIO to control LCD screen and display the collected results. Software part of the application of Csoftware use the data acquisition system, analog digital conversion system, data display, and data communications and other procedures to design.
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。
20世纪80年代随着计算机的普及应用,数据采集系统得到了很大的发展,开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类,一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。这类系统主要应用于实验室,在工业生产现场也一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成,这一类在工业现场应用较多。20世纪80年代后期,数据采集发生了很大的变化,工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合,用软件管理,是系统的成本减低,体积变小,功能成倍增加,数据处理能力大大加强。
毕 业 设 计
题目:基于STM32的多路模拟量数据采集系统设计
学 生:
学 号:
学 院:电气与信息工程学院
专 业:电气工程及其自动化
指导教师:
2016年6月10日
基于STM32的多路模拟量数据采集系统设计
摘 要
本文介绍了基于STM32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芯片。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,还包括显示模块和串行接口部分。该系统由程序直接控制STM32芯片。3路被测电压通过DMA专用通道采集,将数据传输向STM32自带的模数转换模块进行模数转换,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STM32通过GPIO口控制液晶屏来显示所采集的结果。软件部分应用C语言编写控制软件,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。