基于ARM Cortex-M3的多路數據采集系統的設計
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最小系統中，采用STM32F103RBT6微控制器，工作頻率可達72MHz，內置2個12位ADC，16個外部模擬信號輸入通道，可達1 u s轉換時間，轉換范圍是O～3．6V；支持7個DMA通道，可操作多種通用外設，如定時器、ADC、USART等；內置3個同步16位定時器，每個可有4個通道用于PWM波形輸出。
2．1 最小系統的設計
按照STM32最小系統的設計規范和本系統的功能要求，最小系統構成如圖2所示：
電源模塊：CPU為3．3V供電，最小系統外部輸入電源為5V，經過電壓轉換芯片LM1117-3．3獲得3．3V輸出電壓，以提供系統電源。電源的輸入輸出端并接濾波電容，分別濾除電源的高頻和低頻噪聲。
除此之外還有外部時鐘，復位系統，ADC參考電壓，USART串行通信，JTAG調試接口，總線驅動接口的設計。
STM32F103RBT6處理器具有51個多功能雙向5V兼容的I／O口，使用時可以作為通用GPIO口，也可作為復用AFIO口。復用I／O中，本系統外設所使用的有：定時器4通道四TIM4-CH4復用PB9口；USART1引腳USART1-TX、USART1-RX復用PA9、PA10：ADC 轉換通道CH0～CH9分別復用PA0～PA7及PB0、PB1。
對于復用功能的端口可以配置成以下模式：輸入模式(浮空、上拉或下拉)或復用功能輸出模式，此時輸入驅動器被配置成浮空輸入模式。ADC通道端口用作ADC輸入時將對應端口配置為模擬信號輸入模式；USART數據傳輸時，TX、RX復用端口分別配置為備用功能推拉模式和
輸入浮動模式。
2．2 電壓采集系統的設計
電壓采集系統作為本系統的第二部分，主要實現多路電壓信號順序選擇輸入，獲得ADC采集端的輸入電壓信號，同時，輸出最小系統中產生的PWM方波信號，并能選擇不同的ADC通道，以實現5塊采集板與最小系統板級聯。本部分主要包括電壓采集模塊、數據選擇模塊、PWM輸出模塊以及輸入輸出接口等。
電壓采集模塊：電路中采用電阻比例分壓的方法，獲取輸入電壓信號，以達到CPU采集轉換的基準電壓的要求。在實際硬件設計中，采用比例阻值的排阻代替分離電阻以便于電路板的繪制和整體布局。
數據選擇模塊：采用16選1輸出的模擬開關CD4067作為數據選擇器，輸出控制由CPU四個端口輸入高低電平作為二進制組合以確定輸出的數據通道。
PWM輸出模塊：最小系統中選擇定時器四，軟件配置為PWM輸出，由三極管放大后獲得PWM方波。
輸入輸出接口：本系統數據采集和最小系統兩部分采用40針排線連接，各個采集板上可以同時選擇兩個不同的通道，級聯后各板將數據選擇器的輸出信號送至相應的ADC轉換通道，同時輸出PWM方波信號。
3 系統調試及軟件設計
設計并加工好印刷電路板后，開始硬件和軟件的調試。調試過程中采用逐個功能單元調試，一個功能單元調試正常后再調試下一功能模塊，確保電路板出問題時可以很快發現問題點，再將各功能單元組合設置，逐步完成軟件設計和系統調試，實現系統設計要求。
系統調試所使用的開發環境為IAR EWARM，仿真工具為ST-LINKII，使用USB接口。
3．1 最小系統板調試
將電源模塊、復位、JTAG、外部晶振焊到電路板上，組成最小系統，分模塊，分步驟，調試系統各部分。加電調試前檢測是否有電源短路，確保電路安全。
電源模塊：電路外部輸入電壓為5V，經電壓轉換后在LMlll7-3．3V輸出端得到3．3V的輸出。加電后，首先通過萬用表測量電壓輸出是否正確，然后通過示波器觀察輸出電平的波形是否滿足系統對電源精度的要求，如不滿足，可以通過加大濾波電容的方法解決。
最小系統供電正常后，連接仿真器，通過軟件平臺可以檢測到最小系統CPU，表明CPU焊接正常。調試過程中會用到外部晶振，需要檢測晶振電路，將系統上電，使用示波器檢測晶振管腳，觀察波形，看晶振是否起振。然后編寫一個簡單的LED測試程序來觀察CPU是否能正常工作，通過軟件設置電路中LED連接的 I／O端口(PB6)輸出模式，觀察是否有閃爍。
DMA調試：DMA用來提供在外設和存儲器之間或者存儲器之間的高速數據傳輸。DMA通道配置包括：設置外設寄存器、數據存儲器的基地址，確定數據量和通道優先級，以及數據傳輸的方向、循環模式、外設和存儲器的增量模式等。ADC1對應DMA通道1請求，ADC通道配置中使能DMA請求。
除此之外還有USART調試、ADC調試、PWM調試等。
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