基于单片机的数字签名采集和预处理系统
基于单片机的简单数字采集系统的设计
基于单片机的简单数字采集系统的设计摘要：单片机系统采集的信号有的是模拟电压信号、模拟电流信号、PWM信号、数字逻辑信号等。
现在，绝大多数传感器输出的信号都是模拟信号量，电流和电压。
所以模拟信号的采集应用最为广泛，处理过程也相对复杂。
相比于模拟信号PWM信号和数字逻辑信号的采集比较直接，单片机能够直接处理这类信号，无需额外的器件进行信号转换。
关键词：采集系统;数字系统;单片机;一、引言在数字技术飞速发展的今天，将各种模拟信号转化为数字信号并进行相应的处理不仅可以提高系统*能还可以充分利用数字信号的各种处理算法来提高系统的灵活*和可靠*。
随着单片机的运算速度的提高，在一些由单片机构成的较小系统中对信号进行实时处理己经成为可能，并且越来越受到人们的重视。
这就要求作为最底层的数据采集系统既要具有很高的采样速率。
又要能提供更丰富的原始数据信息。
系统经常需要采集各种模拟量信号、数字量信号，并对它们进行相应的处理。
二、电路原理在通信过程中，多路信号要传输，为使它们能够区别，选用不同频率的载波信号。
在测量中，通常噪声含有各种频率，将信号调制到某一个载波频率上，只让载波频率为中心的一个很窄的频带内的信号通过，就可以有效的抑制噪声，这一过程称之为调制。
在接收端，对已调制的信号恢复出原来的信号的过程称之解调。
简单的解调方式有非相干解调(检波)。
非相干解调方法是信号通过一个检波二极管，再经过一低通滤波器就可以获得原始的模拟信号，优点是降低接收机成本，提高整机的通信可靠*。
根据题目的基本要求，可将其划分如下几个部分：(一)8路模拟信号采集与通信控制器(二)二进制数字调制器(三)解调器(四)3dB带宽30～50kHz的带通滤波器作为模拟信道(五)时钟频率可变的测试发生器(六)接收断采集结果显示电路系统的原理框图如图1所示。
图1系统原理总图三、电路实现欠压产生原因比较简单，主要是由于蓄电池存电量不足或低温长时间启动时引起的;而过压产生的原因则比较复杂，可分为瞬变*过压和非瞬变*过压两大类。
基于单片机的数据采集系统设计本科生
基于单片机的数据采集系统设计本科生摘要：数据采集系统是信息技术广泛应用于各个领域的一项重要技术。
本文介绍了基于单片机的数据采集系统的设计过程和实施方法。
该系统使用单片机作为主控芯片，通过传感器采集环境中的数据，并通过通信接口将数据传输给上位机进行分析和处理。
本文详细介绍了系统的硬件设计和软件实现，同时对系统的性能进行了测试和分析。
实验结果表明，该系统具有较高的数据采集效率和较好的稳定性，可以在各个领域中广泛应用。
1.引言随着科技的不断发展，数据采集系统已经被广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、医疗健康等。
数据采集系统的设计对于实现数据的准确采集、处理和分析具有重要意义。
基于单片机的数据采集系统由于其成本低、体积小和易于实现等特点被广泛应用。
本文主要介绍了一种基于单片机的数据采集系统的设计和实施过程。
2.系统硬件设计2.1主控芯片的选择本系统使用单片机作为主控芯片，根据具体的应用需求选择合适的单片机。
主控芯片需要具备较强的处理能力、丰富的接口和良好的稳定性。
常见的单片机有AVR单片机和51单片机等，本文选择AVR单片机进行设计。
2.2传感器的选择与接口设计根据实际应用需求，选择合适的传感器，并设计相应的接口电路连接到主控芯片。
传感器可以是光电传感器、温湿度传感器、气体传感器等。
通过传感器可以实时采集环境中的各种数据，并通过接口电路将数据传输给主控芯片。
2.3数据存储和传输设计为了实现数据的存储和传输，需要设计相应的存储器和通信接口。
可以使用EEPROM作为数据存储介质，通过串口通信或无线通信将数据传输给上位机进行后续处理。
同时，为了保证数据的稳定传输和防止数据丢失，可以设计相应的纠错机制和重发机制。
3.系统软件实现3.1系统初始化在系统初始化过程中，需要对主控芯片和传感器进行初始化，包括引脚设置、时钟配置、中断设置等。
3.2数据采集和处理在数据采集和处理过程中，主控芯片通过接口电路和传感器进行数据采集，并对采集到的数据进行预处理和滤波处理，以确保数据的准确性和可靠性。
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。
基于单片机的简单数字采集系统设计
I
基于单片机的简单ห้องสมุดไป่ตู้字采集系统设计
A Simple Digital Acquisition System Design Based On MCU Abstract
Data Acquisition System referred to DAS (Data Acquisition System), refers to the temperature, pressure, flow, displacement, such as simulation of a collection, quantitative converted into digital, so as to provide computer storage, processing, display or print device. Digital Acquisition System Acquisition System is the most common type, with the rapid development of SCM technology, the object through the MCU control has increasingly become an important future development direction. The key is to complete the design of specific signals (such as temperature, flow, etc.) simulation of the collection, processing and display.
基于单片机的实验室数据采集系统的设计
基于单片机的实验室数据采集系统的设计
随着科技的不断发展，实验室数据采集系统在科学研究和工程实践中扮演着越来越重要的角色。
本文将介绍一种。
实验室数据采集系统是指通过传感器将实验室中的数据采集并传输到计算机或其他设备中进行处理和分析的系统。
为了设计一款高效可靠的实验室数据采集系统，我们选择了单片机作为主要控制器。
在本系统中，我们选用了一款性能稳定可靠的单片机作为主控制器，其具有较高的运算速度和良好的扩展性。
同时，我们还选择了多种传感器来采集实验室中的各类数据，如温度、湿度、压力等。
在系统的硬件设计中，我们采用了模块化设计的思路，将主控制器、传感器和通信模块分别设计成独立的模块，以提高系统的可维护性和易扩展性。
同时，我们还采用了多种接口标准，如USB、RS232等，以便于与计算机或其他设备进行数据交互。
在系统的软件设计中，我们采用了嵌入式C语言进行编程。
通过编写相应的程序，我们可以实现数据的采集、存储和传输等功能。
同时，为了提高系统的稳定性和可靠性，我们还加入了异常处理和数据校验等功能。
在实际应用中，该实验室数据采集系统具有很大的应用前景。
它可以广泛应用于各类实验室中，如化学实验室、物理实验室、生物实验室等。
通过采集和分析实验数据，研究人员可以更好地理解实验现象，推动科学研究的进展。
总之，基于单片机的实验室数据采集系统的设计是一个具有挑战性和实用性的工程项目。
通过合理的硬件设计和软件编程，我们可以实现高效可靠的数据采集和处理。
这将为科学研究和工程实践提供强有力的支持，推动科技创新和社会发展。
基于单片机和CPLD的图像采集处理系统设计
基于单片机和CPLD的图像采集处理系统设计图像采集是获取图像信息的主要来源，以往图像采集处理需要高速、高性能处理器完成，低端单片机很难实时采集处理图像。
文章以Cortex M3架构的ARM （STM32F103VCT6）和CPLD（EPM240T100）作为核心，加上OV5640自动对焦摄像头设计了一款数字图像采集处理系统。
采用CPLD高速采集图形，以及图像预处理，这样降低了后面处理器标准，使得低端单片机也能够处理数字图像。
单片机与CPLD采用SPI总线传输数据，图像采集和处理同时进行，提高了系统的工作效率。
图像经过数字化处理，在液晶屏上显示，也可以存储在SD卡或无线传输到计算机以及手机上。
系统设计了GPS系统，自动将拍摄的地点、经纬度（GPS信息）和时间整合，作为照片和图像数字资料。
通过数字图像处理，照片能够呈现特殊效果。
标签：图像采集；单片机；CPLDAbstract：Image acquisition is the main source of obtaining image information. In the past，image acquisition and processing needed high-speed and high-performance processors. It is very difficult for the low end microcontroller unit （MCU）to collect and process images in real time. In this paper，taking Cortex M3 architecture of the ARM （STM32F103VCT6）and CPLD （EPM240T100）as the core，plus OV5640 automatic focus camera， a digital image acquisition and processing system is designed. The use of CPLD high-speed graphics acquisition，and image preprocessing has reduced the standards of the processor behind，so that the low-end single-chip computer can also process digital images. Single chip microcomputer and CPLD adopt SPI bus to transmit data，so image acquisition and processing are carried out simultaneously，which improves the efficiency of the system. The images are digitally processed and displayed on the LCD screen. They can also be stored on SD cards or transmitted wirelessly to computers and mobile phones. The system designs a GPS system，which automatically integrates the location，latitude and longitude of shooting information with time so as to be used as the digital data of photos and images. Through digital image processing，photos can present special effects.Keywords：image acquisition；microcontroller unit （MCU）；CPLD圖像处理是计算机人工智能重要组成部分，图像采集处理对计算机的要求也比较高。
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AT89C51SND1单片机的数据采集系统
基于AT89C51SND1单片机的数据采集系统摘要在实际的工作中需要对现场的温度、湿度、压力、流量等各种工艺参数随时进行采集、检测和监控，同时还要将采集到的数据及时传递给上位机，以实现对参数的随机查询，对信息的存储与处理，及时调整控制方案，提高生产效率和产品的质量。
为此我们利用AT89C51SND1单片机作为主控制器，设计了一个简单易行的数据采集系统。
我们的系统利用AT89C51SND1的强大功能来实现对模拟信号的采集和输出、显示。
通过其自带的AD转换采集来自实际生活中的各种模拟信号（比如：温度、压力、还有连续的声音信号等），并且利用一个多路模拟开关CD4051可以实现多路数据的采集。
采集到的数据误差小于0.1%，一旦出现故障且具有报警功能。
在软件设计过程中，使用的编程工具是C语言，它可读性强，简单可靠。
关键词：数据采集 C语言单片机AbstractIn the actual work, The scene temperature, the humidity, the pressure, the current capacity and each kind of craft parameter need to be carried on gathering, examinating and monitoring whenever needed. Simultaneously, the gathered data is promptly transmitted to the position machine, so as to realize stochastically inquiry to the parameter, process and memorize with the information, adjust the control plan promptly, and enhance the production efficiency and the product quality. Thus, we use the AT89C51SND1 microprocessor control unit as the host controller to have designed a design a simple and feasible data acquisition system. Our system realizes gathering and the output, the display of the simulated signal with formidable function of the AT89C51SND1.It gathers each kind of simulated signal (for instance: the temperature, the pressure, the continual sound signal and so on ) of the practical life with the AD transformation. It also can realize multichannel data gathering with a multichannel analog switch CD4051. The gathered data error is smaller than 0.1%, once it appears the break soon makes the police function work. In the software design process, the programming tool is the C language. It has strongly readability, and it’s simple and reliable.Keywords:Data Acquisition C Language MCU目录引言 (1)1 概述 (2)1．1本课题研究的背景和意义 (2)1．2本课题的任务和要求 (3)1．3课题设计总体方案的确定 (3)2 数据采集系统的组成与基本原理 (5)2．1数据采集系统的基本组成 (5)2．2数据采集系统的工作原理 (9)2.3数据采集系统的硬件框图 (2)3 数据采集系统的软件设计 (2)3.1主程序流程图及说明 (2)3.2初始化显示子程序的编程 (7)3.3 LCD数据显示程序的编程 (9)3.4键盘模块的编程 (12)4 数据采集系统的调试 (13)4.1主程序功能的调试 (13)4.2 LCD显示程序的调试 (14)4.3键盘功能的调试 (14)致谢 (15)附录 (16)附录A (16)附录B (16)附录C (16)参考文献 (17)引言在工业生产过程中，为了保证系统的安全正常运行以及实时的监控与检测但在实际工作现场中要做到实时监测却很难，这要用到数据采集系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
长春工业大学毕业设计（论文）（2010 届）题目：基于单片机的数字签名采集和预处理系统学院：计算机科学与工程学院专业：电子信息工程姓名：学号：指导教师：年月日中文摘要论文阐述了如何利用电阻式触摸屏来采集在线签名笔迹的多维数据，实现了利用电阻式触摸屏来采集在线签名笔迹的多维数据，相比以前的签名数据，由于加入了压力信息，使得签名笔迹更加难以伪造，解决了笔迹签名识别的一个主要缺憾，大大地提高了笔迹签名的安全性。
数据采集系统采用电阻式触摸屏和触摸屏控制器ADS7846来采集书写在触摸屏上的笔迹信息从而实现身份识别，给出了采集的数据出现错误的原因以及解决办法，同时对数据进行了各种预处理，使后续的匹配识别更加准确。
而且相比其他设备来说，签名认证系统设备成本的较为低廉，更为签名认证的大规模推广奠定了良好的基础。
完成的整体硬件设计和软件设计方案，再加上后续算法的不断完善和丰富，笔迹签名认证系统能够较好的完成身份识别工作，能进一步加快社会的信息化和数字化的进程。
本课题对个人电子身份认证进行了有意义的探索与研究，可以实现一个使用、携带方便的嵌入式系统产品，使其能够成为一种高效的身份识别方法。
这对加快我国信息化的进程以及促进国民经济的发展都将有着重要的意义。
经实验证明方案合理有效。
关键字：触摸屏压力测量数据采集预处理AbstractPaper explains how to use resistive touch screen to collect online signatures was multi-dimensional data, achieved using resistive touch screen to collect online signatures was multi-dimensional data, compared to the previous signature data, due to added pressure of information, making Signatures more difficult forged signature identification handwriting solved a major shortcoming, which greatly improved the safety of handwriting signature. Data acquisition system with resistive touch screen and touch screen controller ADS7846 to capture written in handwriting on the touch screen information in order to achieve identification, data collection is given the reasons for errors and solutions, while the data of various pretreatment so that more accurate identification of follow-up match. And compared to other devices, the signature verification system relatively low equipment costs, more extensive promotion of signature verification has laid a good foundation. Completion of the overall hardware design and software design, coupled with continuous improvement and follow-up algorithm is rich in handwriting signature verification system can better work to complete identity, to further speed up the information society and digital process. The subject of electronic authentication of individuals to conduct a meaningful exploration and research, you can achieve one to use, portable embedded system products, it can become an efficient method of identification. This will speed up the process of China's information and promotion of national economic development will be of great significance. The program proved reasonable and effective.Keywords: touch screen pressure measurement data acquisition and pre目录第1章引言 (1)1.1关于生物特征身份识别的发展背景及其意义 (1)1.2常见生物特征身份识别系统及其各自优缺点 (1)1.3 签名认证在国内外发展情况 (3)1.4 本课题研究意义 (4)第2章系统构成 (5)2.1 系统功能设计 (5)2.2系统设计方案和电路框图 (5)2.2.1采集系统 (5)2.2.2通信系统 (5)2.2.3控制系统 (5)第3章采集系统 (7)3.1手写板 (7)3.2触摸屏 (7)3.3电阻式触摸屏工作原理 (8)3.4触摸屏控制器ADS7846 (10)3.4.1引脚功能和内部结构 (11)3.4.2内部结构 (11)3.4.3脉冲时序 (12)3.4.4工作方式 (12)3.4.5压力测量 (12)第4章控制与通信系统 (14)4.1 串行通信系统 (14)4.1.1 串行通信基本概念 (14)4.1.2 单片机串口 (14)4.2控制系统 ............................................................................... 错误！未定义书签。
4.2.1 单片机与触摸屏通信 (17)4.2.2 单片机与串行接口通信 (20)第5章数据预处理 (23)5.1数据预处理 (23)5.1.1 触摸屏初始化标定 (24)5.1.2 数据漏点内插 (25)5.1.3 重复采集点去除 (25)5.1.4 数据零值点去除 (26)5.1.5 书写位置校准 (26)5.1.6 数据分段 (28)5.2 特征提取与匹配方法 (29)第6章总结与展望 (31)6．1 总结 (31)6．2 展望 (31)参考文献 (32)附录： (33)第1章引言1.1关于生物特征身份识别的发展背景及意义在现代社会中，随着计算机及网络技术的高速发展，基于Internet等开放式网络的电子商务活动，打破以往的商务形式，凭借其高效、快捷、节省等优点，越来越受到商家的青睐。
在赞叹科技的发展为商业带来无限生机的同时，信息安全问题随之受到人们的重视，而身份鉴别作为一种信息安全保障技术，也面临了巨大的挑战。
传统的身份鉴别主要是基于持有物或口令等方式进行，但是持有物如证件等易丢失和盗用，而口令又容易忘记。
更为重要的是，在以网络为媒介的各个领域中，传统的身份鉴别方式显现出的局限和弊端，使其无法完全满足电子信息安全的要求。
因此，目前广泛使用的依靠证件、个人识别号码、口令等传统方法来确认个人身份的技术面临着严峻的挑战，并显得越来越不适应现代科技的发展和社会的进步。
人们希望有一种更加方便可靠的办法来进行身份鉴定。
生物特征识别技术给这一切带来可能。
人们可能会丢失他们的卡片或遗忘密码，但是人们却不可能遗忘或者丢失自己的生物特征如人脸、指纹、虹膜、签名等。
生物测定学是通过个体特有的生理和行为特征来进行身份识别或个体验证的一门科学。
因此基于生物特征识别技术的个人身份识别系统具有更好的安全性、可靠性和有效性，正越来越受到人们的重视，并开始进入我们社会生活的各个领域，迎接新时代的挑战。
生物特征识别技术可分为基于生理特证的生物识别技术和基于行为特征的生物识别技术。
所有基于生物特征的自动识别系统都有大体相同的工作原理和工作过程:首先是采集样本，这些样本可以是人脸的图像，或者是指纹，或者是签名的笔迹等;然后是进行特证提取，根据样本所具有的独特和唯一的特征，用一种算法为其分配一个特征代码，这一代码被存入数据库。
最后当需要对某人进行身份鉴定时，再用某种特征匹配算法将存入数据库的此人的特征代码与被识别人的特征相匹配，从而识别其身份。
1.2 常见的生物特征身份识别系统及其各自的优缺点目前主要的生物特征识别技术：指纹识别、掌纹识别、人脸识别、虹膜识别、视网膜识别、声音识别和签名识别等。
指纹识别是人们最早研究并利用的，且是最方便、最广泛的生物特征识别技术之一。
指纹是人类手指上出现的条状纹路。
它们的形成依赖于胚胎发育时的环境。
指纹鉴别的方法是将指纹图象的乳突线提取出来，在指纹中找到其特征点，凸起的纹线称为脊，脊与脊之间的部分称为谷。
对于脊和谷的结构，共定义有18种不同的类型，而中断点和分叉点是指纹识别系统中最重要的两种结构，称为细节点。
目前，指纹识别技术已经比较成熟，指纹识别算法较成熟、速度快、实时性好，在国内、外均有成形的产品，己进入商业应用阶段。
但指纹鉴别方法有其局限性，手指长期受到摩擦的体力劳动者的指纹质量极差，另外，还有少数人指纹的端点和分叉点极少，指纹鉴别方法对于这一类人群几乎无法适用。
掌纹识别是利用手腕和手指之间的手掌内侧纹理进行身份鉴别的生物特征识别技术。
掌纹由乳突纹、皱纹和曲肌线三种纹线组成。
乳突纹是手掌皮肤组织的凹凸结构显示在表面上的细小凹凸纹路，其具有唯一性和终身不变性。
皱纹是皮肤松弛活动形成的细小沟纹。
曲肌线是手掌关节长期的曲伸运动在一定部位上形成的固有的沟纹。
掌纹身份鉴别原理与指纹相似，利用掌纹曲肌线和乳突线的特征，对不同的被识别者加以区分。
与指纹识别相比，手掌识别的可接受程度较高，它的特征比指纹特征也要明显和稳定些。