多路數據采集系統的設計與實現
該電路主要由電源模塊,主控器模塊,顯示模塊,SD卡模塊,USB轉232模塊等幾個部分組成。
(1)主控制器
采用STM32F103RBT6作為MCU,其性價比很高,該芯片具有20 KB SRAM、128 KB FLASH、3個普通的16位定時器、1個16位的高級定時器、2個SPI、2個I2C、3個串口、1個USB、1個CAN、2個12位的ADC、51個通用I/O口。因為主控器STM32是3.3 V供電的,所以需要將USB的5 V電壓轉換為3.3 V。這里采用電源線性穩壓芯片AMS1117—3.3,將5 V轉換為3.3 V。
(2)液晶顯示
電路中采用通用的LCD接口,支持8位或者16位總線或者SPI的液晶屏。該模塊采用TFTLCD面板(薄膜晶體管液晶顯示器),可以顯示16位色的真彩圖片,提高數據顯示效果,同時也可以將采集數據以圖形曲線的方式形象的表現出來。該模塊有2.4’/2.8’兩種大小的屏幕可選,320×240的分辨率,16位真彩顯示,自帶觸摸屏。接口采用80并口與外部連接,采用16位數據線。
(3)JTAG
采用標準的JTAG接法,STM32的SWD接口與JTAG是共用的,只要接上JTAG,也可以使用SWD模式下載并調試代碼,多數情況下使用SWD來下載調試代碼,節省資源、而且下載速度也快。
(4)SD卡
利用SD卡,擴大容量存儲設備,用來實時保存采集的數據,既可以彌補沒有上位機的情況,也更方便于事后對大量的數據的分析與處理。
(5)A/D采集
STM32本身擁有1~3個ADC,這些ADC可以獨立使用,也可以使用雙重模式(提高采樣率)。STM32的ADC是12位逐次逼近型的模擬數字轉換器。它有18個通道,可測量16個外部和2個內部信號源。各通道的A/D轉換可以單次、連續、掃描或間斷模式執行。ADC的結果可以左對齊或右對齊方式存儲在16位數據寄存器中。最大的轉換速率為1 MHz,也就是轉換時間為1μs。
3 軟硬件綜合調試結果
編寫數據采集、觸摸屏控制、上位機控制程序和液晶顯示模塊程序主要幾個模塊,將程序下載并進行系統調試,最終效果如圖3,圖4所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/192889.htm
系統可以通過觸摸屏選擇實現對8路數據的單路采集或多路循環采集模式,數據采集的結果可在液晶屏上顯示,也可傳輸給上位機或保存在SD卡中。通過比較被測電壓和數據采集到的電壓值,測量精度符合設計要求。
4 結語
本系統電路簡單,成本低,并具有一定的可擴展性和實用性。ARM自帶的A/D采集方式多樣,可以通過配置ARM芯片內相應的寄存器就可以實現,因此實現簡便。主控器STM32芯片是基于ARM Cortex—M3內核的32位處理器,具有杰出的功耗控制以及眾多的外設,具有極高的性價比,在工業控制、消費類電子產品、通信系統、網絡系統、無線系統等多個領域具有廣泛的應用前景,因此值得研究和推廣。
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