基于STM32F103RBT6的振动信号采集系统

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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STM32F103RBT6芯片的USB键盘设计与实现_张淼

表２顶层结构文件作用
用于 USB 硬件配置用于 USB 连接、断开操作
直接处理 USB 中断用于上层协议处理设备的相关描述符定义和处理
3.2 系统总流程系统运行后，首先进行系统初始化，包括时钟系统、使能设备电源、中断、USB 使能时钟、USB 库和配置精确延时等。然后创建了 3 个任务进入主循环，分别是看门狗的监视任务、键盘的扫描任务和 LED 闪烁任务。其中，看门狗监视任务，是为了防止系统运行之后受到外界的干扰出现死循环的情况，从而保证键盘能持续正常地工作；键盘扫描任务需要控制前文提到
图 1 键盘 STM32F103RBT6 芯片电路
图 3 矩阵式键盘扫描电路
２０１４年第１２期福建电脑 ·123·
Ｆ福建电脑ＵＪＩＡＮＣＯＭＰＵＴＥＲ
键盘矩阵的结构：STM32F103RBT6 芯片的 PB8~
PB15 和 PC0~PC7 作为键盘矩阵的 16 个行，PB5~PB7
图 2 USB 接口电路
2.3 键盘扫描电路设计键盘扫描采用矩阵式扫描的工作方式，矩阵式键盘由列线和行线组成，它适用于按键比较多的设计。这种方式不但可以节省 I/O 口，而且配置电路十分灵活，软件的实现也简单，可以保证按键扫描的实时性。 STM32F103RBT6 芯片本身可以处理扫描、重键、消抖和编码等功能，可靠性高。
Ｆ福建电脑ＵＪＩＡＮＣＯＭＰＵＴＥＲ
基于ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢＴ６芯片的ＵＳＢ键盘设计与实现
张淼，赵冒童
（北京理工大学珠海学院计算机学院广东珠海 519085）
【摘要】随着 USB 键盘的出现，迫切需要设计出一种实时性高、成本低的 USB 键盘。结合当前 USB 接口的技术，设计了一种基于 STM32F103RBT6 芯片并运行一套 CooCox CoOS 英蓓特嵌入式实时操作系统的 USB 键盘。首先在芯片的引脚上，设计了 USB 接口的硬件电路。然后利用芯片自带的 USB 库，设计了矩阵式键盘扫描和数据传输的软件流程。通过测试，结果表明该键盘实时性较高。

振动信号同步采集系统的设计

振动信号同步采集系统的设计作者：郭庆胡文俊徐翠锋来源：《电脑知识与技术》2019年第20期摘要：基于单片机控制技术，设计了一种基于压电传感器的四通道振动信号采集系统。

系统采用了PVDF压电薄膜传感器采集振动信号，采集到的振动信号通过调理电路转换成电压并放大，调理后的四路信号输入到采样保持电路、模拟开关电路，最终由STM32F103ZET6单片机控制信号的采样和A/D转换并通过USB串口将数据传输到上位机。

由上位机实时显示振动信号的波形以及通道的选择、切换。

该系统具有成本低廉、操作简单等特点，可以灵敏的采集到振动信号并直观的在上位机实时显示。

关键词：PVDF压电薄膜传感器;振动信号;同步采集中图分类号：TP212; ; ; ; 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2019）20-0255-04开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Abstract： Based on the control technology of single chip microcomputer， a four-channel vibration signal acquisition system based on piezoelectric sensor is designed. The system adopts PVDF piezoelectric film sensor to collect vibration signal. The collected vibration signal is converted into voltage and amplified by the conditioning circuit. The four signals after conditioning are input to the sample-and-hold circuit and the analog switch circuit， and finally the signal is controlled by STM32F103ZET6 single-chip microcomputer. Sampling and A/D conversion and transfer data to the host computer via the USB serial port. The waveform of the vibration signal and the selection and switching of the channel are displayed in real time by the host computer. The system has the characteristics of low cost， simple operation， etc.， and can collect the vibration signal sensitively and display it in real time in the upper computer.Key words： PVDF piezoelectric film sensor; vibration signal; synchronous acquisition振动在人们的工作、生活中随处可见，振动信号在地质勘测、地震监测、机械检测等领域上则尤为重要。

基于STM32F103RCT6的数据采集显示系统设计

１．引言
数据采集系统是现代检测系统中必不可少的组成部分，随着微型处理器技术的飞速发展以及其价格的一再降低，数据采集技术也得以迅猛发展，其广泛应用于工农业等需要对温度、湿度和压力等模拟量进行实时获取的场合甚至是一些医疗领域Ｉ】。ｌ。作为工业测控等系统中的重要一环，数据采集过程通常选用专用的数据采集卡或一些功能可定制化的单片机系统来进行１４－５］ｏ作为数据采集系统的核心部分，数据采集的性能直接影响了整个系统。
图１系统设计总体框图
３．硬件电路设计
本系统硬件由电源模块、模数转换模块、单片机模块以及显示模块四部分构成，其各个模块之间相互独立，且满足各自参数，其硬件效果图如图２所示。３．１系统电源模块
对于一个系统来说，电源的稳定性至关重要。对于环境噪声较大的系统，可选用ＤＣ—ＤＣ模块。而对于电压精度要求严格的系统，可选用ＬＤ０低压差稳压芯片。但是对于本系统而言，仅需要保证电压维持在３．３Ｖ左右，满足单片机工作电压即可。故本系统选用传统的线性稳压芯片ＡＭＳ１Ｉ１７，其电路连接如图３所示。
图２硬件效果图
２．系统组成
整个系统由电源模块、模数转换模块、单片机模块和显示模块四部分组成，其电源模块为整个系统提供稳定的工作电压，单片机模块通过１２Ｃ总线读取模数转换模块采集到的电压信息，再利用ＳＰＩ总线控制显示模块显示采集结果，其总体框图如图ｌ所示【６】。

基于STM32F103RBT6的集中抄表老化测试系统

计，上位机软件采用ＶＢ语言设计，控制界面直观易操作。
［１］穆维新觋代通信网技术［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００７
ＣｅｎｔｒａｌｉｚｅｄＭｅｔｅｒＲｅａｄｉｎｇＡｇｉｎｇＳｙｓｔｅｍＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
第５期２０１５年２月
江苏科技信息・技术探讨
Ｎｏ．５
Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１５
４结语
［２］王月志．电能计量［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００４．［３］余海涛，张丹平．基于ＲＳ一２３２／ＲＳ一４８５接口转换器的半双工通信［Ｊ］．工业控制计算机，２００２（１１）：５３ — ５４．［４］裴林民．基于ＧＰＲＳ的数据采集系统的设计与实现［Ｄ］．贵阳：贵州大学，２００７．［５］汪金积，孙自强．基于ＲＳ一４８５总线的多机通信在智能化小区的应用［Ｊ］．自动化仪表，２００４（３）：５７ — ６Ｏ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｄｉｔｉｏｎｌａｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄｍｅｔｅｒｒｅａｄｉｎｇｔｏｔｅｓｔａｇｅｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｉｓｏｆｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ，ｌｏｗ－ｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｎｄｈｉｇｈｃｏｓｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｉｃｆｉｅｎｃｙｏｆａｇｅｉｎｇｔｅｓｔ，ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄｍｅｔｅｒｒｅａｄｉｎｇｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢＴ６，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎ，ｈｅｔｍｅｔｅｒ－ｒｅａｄｉｎｇｍｏｎｉｔｏｒａｎｄｕｐｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔｂｅｔｗｅｅｎｃｏｌｌｅｃｔｏｒａｎｄｓｉｇｎａｌｓｏｕｒｃｅａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｏｆｓｉｇｎａｌ，ｐｏｗｅｒａｎｄｒｅｓｅｔａｓｗｅｌ１．Ａｌｌｔｈｅｓｅａｒｅｏｆｅｒｅｄｗｉｔｈｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｇｏｒｇｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ．Ｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｍａｎａｇｅｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓａｇｅｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｉｃｆｉｅｎｔｌｙａｎｄｔｉｍｅｌｙｔｈｒｏｕｇｈｒａｔｉｏｎａｌａｇｅｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｓａｍｏｎｇｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ．ｈｅＴｓｙｓｔｅｍｃａｎａｌｓｏｃｏｒｒｅｃｔｌｙｒｅｐｏｒｔｔｈｅｆａｕｌｔｙｉｔｅｍｓｏｎｔｉｍｅＳＯａｓｔｏｂｅｏｖｅｒｈａｕｌｅｄ．Ｔｈｅｉｆｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｈａｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｕｎｒｓｍｏｏｔｈｌｙａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢＴ６；ｓｏｕｒｃｅ；ｄｅｂｕｇｃｉｒｃｕｉｔｒｙ；ｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

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摘要本文设计了一个基于STM32F103单片机的数据采集系统，该系统可以采集并存储来自传感器的各种类型的数据，并将其通过串口传输给上位机进行进一步的处理和分析。

在系统设计过程中，我们使用了C 语言作为主要的开发语言，并使用了开发工具Keil uVision5进行开发和调试。

使用硬件电路实现传感器接口，可以自适应支持多种传感器，如温湿度传感器，光照传感器等。

通过实际测试，本系统能够稳定地采集数据，并提供高效的数据传输速度和数据处理能力。

关键词：STM32F103、数据采集、传感器接口、串口传输AbstractThis article designs a data acquisition system based on STM32F103 microcontroller, which can collect and store various types of data from sensors, and transmit them to the upper computer for further processing and analysis through serial port. In the process of system design, we use C language as the main development language and use Keil uVision5 as the development and debugging tool. Using hardware circuits to implement sensor interfaces, it can adaptively support multiple sensors such as temperature and humidity sensors, light sensors, etc. Through actual testing, this system can stably collect data and provide high-speed data transmission and processing capabilities.Keywords: STM32F103, data acquisition, sensor interface, serial transmission1.引言随着传感器技术的不断发展，越来越多的数据采集应用得到了广泛的应用。

基于STM32F103RBT6的集中抄表老化测试系统

基于STM32F103RBT6的集中抄表老化测试系统丁艳玲【期刊名称】《江苏科技信息》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】传统集中抄表老化测试电路接线复杂，效率低，成本高。

为了提高老化测试效率，文章介绍了一种基于STM32F103RBT6的集中抄表老化测试系统，包括总体电路设计，抄控器与上位机的通信，采集器与信号源的接口电路，及相应的指示、电源和复位电路，并给出了相应的软件流程和串口程序。

该系统通过合理的老化流程、优化设备间的通信协议最终做到高效、实时地完成产品老化，在老化过程中实时准确地报出故障产品以便下架检修。

现场应用验证了系统运行稳定，测试方便。

%Traditional centralized meter reading to test ageing circuit connection is of complexity, low-efficiency and high cost. In order to improve the efficiency of ageing test, this thesis introduces a centralized meter reading testing system based on STM32F103RBT6, which includes the overall circuit design, the meter-reading monitor and upper computer communication, the interface circuit between collector and signal source and the related circuit of signal, power and reset as well. All these are offered with corresponding software and gorge procedures. This system manages to achieve the products' ageing process efficiently and timely through rational ageing procedures, optimizing communication protocols among facilities. The system can also correctly report the faulty items ontime so as to be overhauled. The field application has proved that the system can run smoothly and conveniently.【总页数】3页(P41-43)【作者】丁艳玲【作者单位】南京机电职业技术学院自动化工程系，江苏南京 211135【正文语种】中文【相关文献】1.基于PWM整流器的电机控制器老化测试系统 [J], 潘再平;芦思晨;刘峙飞2.基于PLC间接寻址的变频器老化测试系统设计 [J], 张进峰;颜友钧3.基于μC/OS-Ⅱ系统的直流充电桩整流模块老化测试系统的设计 [J], 刘军;向玲4.基于LabVIEW的排阻老化电阻值测试系统 [J], 田恬;肖仕武5.基于多智能体的液晶屏柔性老化测试系统研究 [J], 王德力;倪俊芳;杨歆豪;周东风;杨波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于STM32F103的数据采集系统设计

图１　系统构成图2.1　MCU&SWD模块STM32F103的最小系统采用以产生单片机运行所必需的时钟频率16 MHz。

SWD烧录程序采用的是STM32烧录方的智能停车场管理系统研究”（项目编号：2017BYKY07）。

苏康友（1988-），男，广东广州人，硕士研究生，助教。

研究方向：嵌入式系统、自动控制。

图２　ＳＴＭ３２启动模式选择2.2　ADC模块ADC模块见图3。

采用8位A/D转换器0808，它是8路多路开关，以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMOS组件，其转换方法为逐次逼近型。

图３　ＡＤＣ０８０８转换模块图４　数／模转换模块模块模块见图4。

数/模转换芯片用的是8位的，其与微处理器完全兼容。

该芯片具有价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点。

３　程序设计STM32F103芯片15引脚与ADC模块对数据进行采集，并建立相应的数据函数对采集到的数据进行分析处理，。

核心程序如下所示：if(fixture_up()==1){digital_open(); //初始化GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_ Pin_15); //ADC数据采集Usart_SendString(macUSARTx, "fail3_ok\r\n<BST>"); // 数据传送break;}else{（下转第属性相同的图件编辑修改，则先要将属性待修改的图件选中，再限定只对选中的图件(勾选selected)执行查找相似对象，进行编辑修改。

命令执行完毕，必须退出图件选中状态，退等。

只要对其进行灵活应用，全局编辑一定能帮助人们提高设计效率。

图７　将封装为ＬＥＤ－的发光管全部选出图８　所有ＬＥＤ－０修改为ＬＥＤ－０１图９　全局编辑后最终设计效果图图５　ＡＤＣ采集数据流程图。

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ＷＡＮＧＨｕｉ，ＣＨＥＮＣｈａｎｇ — ｚｈｅｎｇ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１７８：２．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１７８）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎＳｉｇｎａｌａｃｑｕｉＳｉｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉＳｐａｐｅｒ：ａｎｄｉｔｓｄｅｓｉｇｎｃｏｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｕｐｐｏｓｅｄｔｏｂｅｔｈｅＳＴＭ３２ＦｌＯ６ＲＢＴ６Ｓｉｎｇｌｅ — ｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｃｉｒｃｕｉｔｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒ，ｓｉｇｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ，ＡＤｃｏｎｖｅｒｔｅｒｍｏｄｕｌｅａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ
体积小等优点。
关键词：ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢＴ６；振动信号；采集系统中图分类号：７Ｎ９８文献标识码：ｈ文章编号：１００４ — ７２０４（２００３）０５ — ００５６ — ０３
ＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｉｇｎａｌＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢＴ６
ｎｖｉｒｏｎｍｅｎ
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ｔａｌＩ环境试验设备＿－
基于ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢＴ６的振动信号采集系统
王慧‘ ，陈长征
（１．沈阳工业大学信息科学与工程学院，沈阳ｌ１０１７８；２．沈阳工业大学机械工程学院，沈阳１１０１７８）摘要：对一种监测振动信号采集系统进行了设计，系统以ＳＴＭ３２ＦｌＯ６ＲＢＴ６型单片机为设计核心，并对传感器供电电路，信号调理电路，ＡＤ转换模块，通讯模块进行了分析。通过ＫＡＴＬＡＢ对傅里叶变换进行了设计，对一些模拟信号进行了实测分析，实现了高精度模拟数据采集，可用于振动信号的采集，该振动信号采集系统具有功能强大，成本低，高精度，
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＴＭ３２ＦｌＯ３ＲＢＴ６：ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌ；ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ Fra bibliotek前言
在机械化生产高速发展的今天，机械设备的任何部分出现故障都可能降低加工精度，带来较大的经济损失，甚至危机人身安全。因此，机械设备的状态监测已成为
ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＡｎａｌｏｇｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉＳｉｏｎｃａｎｂｅｆｕｌｆｉ１ｌｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｂｙｍｅａｎｓｏｆＭＡＴＬＡＢａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅａｃｔｕａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｅｒｔａｉｎａｎａｌｏｇｓｉｇｎａ１．Ａｓｆｏｒｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｓｐｅｃｔｓ，１ｉｋｅｐｏｗｅｒｆｕｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｌｏｗｃｏｓｔｓ，ｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｓｍａｌ１ｖｏｌｕｍｅａｎｄｅｔｃ，ｔｈｉＳｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎＳｉｇｎａ１．