多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
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(zhuǎn)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(zhuǎn)換為3．3 V。這里采用電源線性穩(wěn)壓芯片AMS1117—3．3，將5 V轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)顯示效果，同時也可以將采集數(shù)據(jù)以圖形曲線的方式形象的表現(xiàn)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(shù)據(jù)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(diào)試代碼，多數(shù)情況下使用SWD來下載調(diào)試代碼，節(jié)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(shè)備，用來實時保存采集的數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(shù)字轉(zhuǎn)換器。它有18個通道，可測量16個外部和2個內(nèi)部信號源。各通道的A／D轉(zhuǎn)換可以單次、連續(xù)、掃描或間斷模式執(zhí)行。ADC的結(jié)果可以左對齊或右對齊方式存儲在16位數(shù)據(jù)寄存器中。最大的轉(zhuǎn)換速率為1 MHz，也就是轉(zhuǎn)換時間為1μs。
3 軟硬件綜合調(diào)試結(jié)果
編寫數(shù)據(jù)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(tǒng)調(diào)試，最終效果如圖3，圖4所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/192889.htm
系統(tǒng)可以通過觸摸屏選擇實現(xiàn)對8路數(shù)據(jù)的單路采集或多路循環(huán)采集模式，數(shù)據(jù)采集的結(jié)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(shù)據(jù)采集到的電壓值，測量精度符合設(shè)計要求。
4 結(jié)語
本系統(tǒng)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(nèi)相應(yīng)的寄存器就可以實現(xiàn)，因此實現(xiàn)簡便。主控器STM32芯片是基于ARM Cortex—M3內(nèi)核的32位處理器，具有杰出的功耗控制以及眾多的外設(shè)，具有極高的性價比，在工業(yè)控制、消費類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，因此值得研究和推廣。
評論