基于STM32的多路模拟量数据采集设计
基于STM32的远程多数据采集器的设计
基于STM32的远程多数据采集器的设计代成刚;任德均;蒋涛;陈仁金【摘要】为了对温湿度、二氧化碳等环境因素进行有效的监测，提出了一套基于STM32，采用无线串口通讯的远程采集器的设计方案。
详细介绍了系统电源供给电路、模拟量和数字量输入输出电路、通讯接口电路等硬件电路及系统软件设计方法，实现了多种数据采集、存储以及通过无线串口与计算机进行通信，达到远程监控和数据传输的目的。
经过实验检测，本设计合理，检测精度满足求。
% In order to carry out effective monitoring of environmental factors such as temperature humidity and carbon dioxide,this paper presents a design of remote acquisition instrument base on STM32 microprocessor and wireless serial interface communication. It mainly introduces the details of the system power supply circuits,analog signal and digital signal input and output circuits,communication interface circuits and the design methods of software. It fulfills the acquisition and storage requirements of signals. Through the wireless serial interface,it can communicate with the host computer,it also achieves the purpose of remote transmission and monitoring. After testing,the design of the acquisition instrument is reasonable and the detection accuracy can meet the requirements.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】4页(P31-34)【关键词】STM32;远程控制;数据采集【作者】代成刚;任德均;蒋涛;陈仁金【作者单位】四川大学，四川成都 610065;四川大学，四川成都 610065;中国石油四川石化南充炼油厂，四川南充 637000;四川大学，四川成都 610065【正文语种】中文【中图分类】TP390 引言温湿度及二氧化碳是自然环境的重要属性。
基于STM32的多功能模拟量输入输出系统设计
基于STM32的多功能模拟量输入输出系统设计夏好广【摘要】为满足列车网络中信号采集及控制的需求,设计了一种基于STM32微控制器的多通道、多功能的模拟量输入输出系统,其中输入通道可采集电流或电压信号,并由STM32微控制器控制高精度采样芯片AD7606对模拟输入信号进行转换.另外,模拟输出信号通过STM32微控制器控制精密电压/电流输出驱动器AD5750输出.每个输出通道可通过编程实现-10 V至+10 V的电压连续输出或-20 mA至+20 mA的电流连续输出.该系统还集成了INTERBUS模块,可通过INTERBUS总线进行远程通信.实验结果表明,该系统具有精度高、体积小的优点,有广阔的应用前景.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2018(038)001【总页数】4页(P19-22)【关键词】STM32;输入输出;电压源;电流源【作者】夏好广【作者单位】中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U266.2现代化高速动车组普遍采用列车网络控制管理系统对车辆进行检测、控制和诊断，其中，网络系统中经常会用到模拟量输入输出模块，如一些温度传感器需要模拟输入模块来采集电压信号或电流信号。
然而，对车辆侧的一些控制则需要模拟输出模块来实现，即通过将中央控制器或司机室指令转换为模拟信号来对一些传感器进行控制。
模拟信号可以是电压信号也可以是电流信号，其中，电压信号一般应用于短距离传输，电流信号用于远距离传输(常用4～20 mA的电流环[1-2])。
目前，大多数模块或系统只针对某一种信号类型进行了设计，而现场设备往往具有多种需求，特别需要通用性更强的模拟量模块。
针对模拟量模块多功能化的需求，设计了一种基于STM32的便携式、多功能模拟量模块。
该模块可提供两通道输入信号采集(电流电压模式可切换)，四通道输出(电流电压模式可切换)，电流范围-20～20 mA连续可调，电压范围-10～10 V可调。
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。
介绍如何通过意法的STM32 MCU实现用DMA完成多通道的AD采样功能
介绍如何通过意法的STM32 MCU实现用DMA完成多通道的AD采样功
能
在嵌入式产品中有时候需要实现对外部的模拟量进行采样处理和记录，而这就需要使用到ADC功能，将外部的模拟量转换成数字量。
而在复杂的嵌入式产品中，往往需要使用多路AD采样，例如在智能家居产品，电池电量检测，热敏温度传感器，烟雾传感器，气敏传感器等都是可以使用ADC来实现采样的。
在本文章，将会介绍如何通过意法的STM32 MCU实现用DMA完成多通道的AD采样功能。
什么叫ADC
ADC即模拟数字转换器（英语：Analog-to-digital converter）是用于将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号的一类设备。
一个模拟数字转换器可以提供信号用于测量。
与之相对的设备成为数字模拟转换器。
影响AD采样的因素有哪些
分辨率
分辨率指的是ADC的位数，例如STM32F103MCU的内部ADC的分辨率是12位，那么它所采样的结果就在0-4096之间。
最小采样单位值
根据基准电压和参考电压的不同，其值也是不同的，例如在基准电压为3.3V，参考电压最低为0V，最高为3.3V，采样分辨率位12位的嵌入式系统中，则ADC的最小量程单位则为：3.3V/4096 = 0.00080566。
量程
在无负电压的嵌入式系统中，量程范围0-基准电压。
电源噪音
电源质量直接影响了AD采样的正确性和稳定性，如果条件满足，建议使用线性稳压源，若是使用开关电源的话，需要在VDDA模拟电源输入和参考电压输入接一个线性稳压管，同时要注意减小PCB板布局走线中结电容对采样电路的影响。
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的8路数据采集器
基于STM32的8路数据采集器⽬录【摘要】.................................................................................................................................... - 2 -⼀、实验任务及要求........................................................................................................... - 3 -1)实验任务.................................................................................................................................. - 3 -2）实验要求.............................................................................................................................. - 4 -⼆、系统硬件电路设计 ..................................................................................................... - 4 -三、软件功能模块的设计................................................................................................ - 5 -1）AD-DA模块的编写..................................................................................................... - 6 -2）按键、LED程序的嵌⼊............................................................................................ - 7 -3）串⼝程序的设计与加⼊............................................................................................. - 7 -四、遇到的问题及解决⽅案 .......................................................................................... - 8 -五、系统调试顺序 ................................................................................................................ - 8 -六、实验总结及感想.............................................................................. 错误！未定义书签。
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。
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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.
传统的基于单片机的数据采集系统由于没有上位机的支持,不管采用什么样的数据存储器,它的存储容量都是有限的,所以不得不对存储的历史数据进行覆盖刷新,这样不利于用户对数据进行整体分析,因而也不能对生产过程的状况进行准确的把握。
在现代信号处理系统中，多通道数据采集系统广泛应用于各种商用以及工业领域中，随着信号处理系统计算量的增加，一个高速稳定的信号采集系统对于后续的数字互关联的，需要进行相关分析，这就需要同步采集多通道信号，并能准确无误存储。现有的多数采集系统，只能循环采集多路信号，不能实时同步采集，无法对多通道信号进行相关信息的分析，而多通道同步数据采集系统恰恰弥补了传统采集系统的不足。
2数据采集系统设计
2.1数据采集系统
数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛引用在各个领域。
70年代初，随着计算机技术及大规模集成电路的发展，特别是微处理器及高速A/D转换器的出现，数据采集系统结构发生了重大变革。原来由小规模集成的数字逻辑电路及硬件程序控制器组成的采集系统被微处理器控制的采集系统所代替。由微处理器去完成程序控制，数据处理及大部分逻辑操作，使系统的灵活性和可靠性大大地提高，系统硬件成本和系统的重建费用大大地降低。
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，在工业生产现场也有一定的应用。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。
尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理技术作为数据采集技术的发展方向得到了迅速的发展,并且适于通用微机（如IBM PC系列）使用的板卡级数据采集产品也已大量出现,组成一个数据采集系统简单到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,因为单片机功能强大、抗干扰能力强、可靠性高、灵活性好、开发容易等优点,使得基于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.
1.3该课题研究的主要内容
数据采集技术是信息科学的重要分支之一,它研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等问题。它是对传感器信号的测量与处理,以微型计算机等高技术为基础而形成的一门综合应用技术。数据采集也是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。
Keywords:data acquisition,STM32,ADC
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。
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。
由美国PASCO公司生产的“科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统，它由3部分组成：（1）传感器：利用先进的传感技术可实时采集技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；（2）计算机接口：将来自传感器的数据信号输入计算机，采样速率最高为25万次/S；（3）软件：中文及英文的应用软件。
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。
在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D是将模拟量转换为数字量的器件，他需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换误差等等。而STM32单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制、数据传输、数据转换等一系列的任务，然后通过控制液晶屏显示。
数据采集系统不仅需要硬件设置，还需要软件的相应配置才能调试好硬件，是系统正常工作。硬件电路的调试与硬件设计和软件配置息息相关。在硬件设计时必须确保所有的元器件都设计正确后方可把元器件焊接上进行调试。软件配置和硬件调试基于Keil uVision5软件。系统硬件包括电源电路、串口电路、液晶屏显示、数据采集电路等。
1.2国内外研究现状
数据采集系统是通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，并进行分析、处理、传输、显示、存储和显示。它起始于20世纪中期，在过去的几十年里，随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、科学实验、飞机飞行、地震数据采集领域已经得到应用。