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

Abstract

This 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 transmission

1.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。基于微处理器的数据采集系统可以提供高效、高精度的数

据采集和处理能力，具有广泛的应用前景。本文设计的数据采集系统

主要采用了STM32F103单片机作为核心，实现了多种传感器接口和串

口数据传输功能，可以适用于多种数据采集应用场景，如环境监测、

工业控制、医疗检测等。

2.系统设计

2.1 系统硬件设计

系统硬件主要包括传感器接口电路和串口通信电路两部分。

传感器接口电路采用了基于模拟输入通道的设计方案。本系统设

计了三个模拟输入通道AI0、AI1和AI2，每个通道都可以接入不同类

型的传感器。例如，如果需要接入一个温湿度传感器，可以将传感器

的数据线连接到AI0通道，通过读取模拟输入的电压信号来获取传感

器的数值；如果需要接入一个光照传感器，可以将传感器的数据线连

接到AI1通道，通过读取模拟输入的电压信号来获取传感器的数值。

为了确保传感器的数据采集精度，我们在电路设计中加入了多级滤波

器和放大器，以提高模拟输入通道的信号质量和灵敏度。

串口通信电路采用了STM32F103内置的USART串口通信模块。本

系统设计了一个单向串口通信接口，将STM32F103的USART Tx端口连

接到串口调试器或上位机的Rx端口，以实现数据的实时传输。同时，

本系统使用了BSP库中提供的USART接口函数，以实现 USART初始化、数据发送、数据接收等功能，保证串口通信的稳定可靠性。

2.2 系统软件设计

系统软件主要包括操作系统、应用程序和驱动程序三部分。

操作系统采用了FreeRTOS，该OS具有轻量级、高可靠性和易于

移植等特点。本系统利用FreeRTOS提供的任务调度机制，实现多任务

并发处理数据采集、存储和串口传输等功能。

应用程序主要包括数据采集和数据处理两部分。数据采集程序负

责读取和处理传感器接口的数据，并将结果存储到系统内存中；数据

处理程序负责对采集的数据进行处理和分析，例如进行数据滤波、均

值计算、数据可视化等操作。

驱动程序采用了STM32F103自带的HAL库和BSP库，以实现对系

统硬件的控制和操作。通过设置ADC采样频率、UART波特率等参数，

以调整系统的数据采集速度和数据传输速率。

3.系统测试与评估

本文采用了基于模拟电路模拟数据源的方法，对设计的数据采集系统进行了测试和评估。测试结果表明，该系统能够正常采集温度、湿度、光照等多种类型的传感器数据，并通过串口传输给上位机进行进一步的处理和分析。测试过程中，系统的数据采集精度和稳定性良好，数据传输速度达到了115200bps，能够满足多种数据采集和传输需求。

4.总结与展望

本文设计了一种基于STM32F103单片机的数据采集系统，该系统可以实现多种传感器接口和串口数据传输功能，适用于多种数据采集应用场景。通过实际测试，本系统具有高效的数据采集和传输能力，可以稳定地采集和处理各种类型的传感器数据。未来，我们将继续优化系统性能，进一步扩展系统应用范围。

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 Abstract This 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 transmission 1.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。基于微处理器的数据采集系统可以提供高效、高精度的数

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。上位机可以根据接收到的数据进行控制，并可以将命令发送给STM32单片机，实现系统的远程控制。四、总结和展望本文基于STM32单片机设计了一个多路数据采集系统，并验证了系统的可行性和稳定性。但是，在实际应用中还存在一些问题，例如数据传输速度较慢、数据处理能力有限等。未来可以继续改进系统的性能，提高数据传输速度和处理能力，使其更加适用于不同领域的数据采集需求。

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。（5）编写数据存储程序：将处理后的数据存储到外部存储器（如SD 卡）或通过通信接口（如UART、USB）发送到上位机。总结：基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可靠等特点。通过适当的硬件设计和软件实现，可以实现多路信号的准确采集和处理。在实际应用中，还可以根据具体需求扩展系统功能，例如数据

基于STM32F103VCT6的振弦式传感器数据采集系统

基于STM32F103VCT6的振弦式传感器数据采集系统贾鹏辉;陈辉;周平义【摘要】Traditional vibrating-wire-sensor acquisition systems are usually used in tunnels, mines, bridges, dams and other projects,but they always have difficulty in communicating with each other,and they all have poor accuracy and real-time capability. In order to solve these problems,a vibrating-wire-sensor data acquisition system based on STM32F103 was designed.The system integrated functions such as data acquisition,data storage,power management,and it can be connected to various types of sensors. Data acquisition measurement system provided various communication interfaces such as GPRS and RS485.The wireless communi-cation module can establish wireless networks easily between multiple measuring instruments and create dynamic routing,which can realize data collection and transmission in harsh environments.%针对隧道、矿山、桥梁、水库大坝等工程中传统振弦式传感器采集系统精度不高、相互之间通信困难、实时性差等缺点，设计了以STM32F103VCT6为核心控制芯片的振弦式传感器数据采集系统。该系统将振弦式传感器数据采集、数据存储、电源管理集于一体，并可以连接不同传感器。数据采集测量系统提供GPRS、RS485等多种通信接口，利用无线通信模块可以方便地实现多台测量仪器之间自动组建无线网络并建立动态路由，实现恶劣环境下的数据采集和传输。【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2015(000)002

基于单片机的数据采集系统

单片机课程设计4 数据采集系统的设计张浩然韩建民数理与信息工程学院 2005年6月

目录第一章计算机硬件系统概述 (1) 1．1 计算机硬件系统的组成及结构 (1) 1．2 I/O系统概述 (2) 1．3 计算机硬件系统的设计内容 (5) 1．4 计算机硬件系统的设计原则 (5) 第二章数据采集技术概述 (6) 2．1 数据采集系统的结构原理 (6) 2．1．1 数据采集系统的分类 (6) 2．1．2 数据采集系统的基本功能 (6) 2．1．3 数据采集系统的结构形式 (6) 2．2 数据采集系统设计的基本原则 (7) 2．2．1 硬件设计的基本原则 (7) 2．2．2 软件设计的基本原则 (7) 第三章数据采集系统的硬件设计 (8) 3．1 系统结构框图 (8) 3．2 系统工作原理 (8) 3．2．1 CPU 处理核心模块 (9) 3．2．2 ADC模数转换 (10) 3．2．3 液晶显示流程 (13) 3．2．4 完整的PCB版图 (15) 第四章数据采集系统的软件设计 (17) 4．1 汇编和keil c (17) 4．2 Keil C51 vs ANSI C(标准C) (17) 4．2．1 内存区域(Memory Areas)： (18) 4．2．2 变量或数据类型 (18) 4．2．3 存储类型声明和存储模式 (19) 4．2．4 Keil C51指针 (21) 4．2．5 Keil C51函数 (21) 4．2．6 中断服务 (22) 4．3 使用Keil C 时应做的和应该避免的 (23) 4．3．1 采用短变量 (24) 4．3．2 使用无符号类型 (24) 4．3．3 避免使用浮点指针 (24) 4．3．4 使用位变量 (24) 4．3．5 用局部变量代替全局变量 (24) 4．3．6 为变量分配内部存储区 (24) 4．3．7 使用特定指针 (25)

基于STM32F103的图像采集系统设计

基于STM32F103的图像采集系统设计马经权;王中刚;康国旗【摘要】本设计以STM32F103为控制核心,设计了一个图像采集系统.该系统使用CMOS摄像头来OV7670获取图像数据,在微控制器的控制下,将图像信息经缓存器缓存后存入到SD卡中,并通过LCD实时显示.该系统硬件资源精简,采集的图像显示清晰、实用性强,适合便携式图像采集系统使用. 【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2017(000)011 【总页数】2页(P46-47) 【关键词】STM32F103;图像传感器;图像采集;LCD 【作者】马经权;王中刚;康国旗【作者单位】武汉信息传播职业技术学院,湖北武汉 430223;武汉信息传播职业技术学院,湖北武汉 430223;武汉信息传播职业技术学院,湖北武汉 430223 【正文语种】中文本设计图像采集系统在便携式电子装备、机器视觉等一些领域被广泛使用，其核心技术是实时图像的采集技术。采集图像处理的速度及质量会影响产品的整体性能。现阶段较多的图像采集系统都用ARM，DSP技术，但系统较复杂而且成本高，应用较困难。本项目设计的图像采集系统是基于STM32F103，具有图像质量好，功耗低、实时性好、成本低等优点。本设计的图像采集系统主要由STM32F103微处理器、OV7670摄像头、AL422B

帧缓存器、TFT类液晶屏、SD存储卡及其他传输外设构成。图像采集系统的整体设计如图1所示。 1.1 主控制器 ST公司基于ARMCortex- M3内核的设计的STM32F103是一款32位的MCU，其工作频率可以达到72 MHz，在正常的工作频率下，其指令的处理速度可以达到1.25 MIPs/ MHz，但其电流消耗量较低，仅为27 mA；将STM32F103作为图像采集系统的控制核心，可极大地提高图像采集系统的性能。 1.2 CMOS摄像头本设计选用OmniVision公司的OV7670。OV7670可以输出8位图像数据，3 中不同的RGB /YCbCr /YUV的图像格式，在图像数据的传输过程中帧频可以达到30帧/S的高速率，能够支持的图像分辨率可以达到640×480 ppi，电压与主控的供电电压一致为3.3 V。OV7670带有标准的SCCB总线传输数据，而SCCB接口是兼容I2C接口。 1.3 FIFO帧缓冲器本设计将AL422B作为数据处理的RAM。AL422B是一款FIFO存储芯片，存储容量可达到384 K×8 B，工作频率可以达到50 MHz。在此系统中，一个完整帧图像包含的像素点的个数为320×240，存储完整一帧图像的像素点所需要的存储空间为153 600字节，所以AL422B的性能指标是满足系统的设计需求。 1.4 SD卡存储器 SD卡存储器被广泛地使用在电子装备产品中。本设计选用金士顿4G的SD卡作为存储器来使用，存储卡可以将帧图像的像素点的信息加以存储，为后期的信息处理提供方便。 1.5 TFT液晶屏及其他外设本设计将3.2寸TFT液晶屏作为显示屏来使用，此TFT液晶屏分辨率为240×320

基于STM32单片机的数据采集系统

基于STＭ32单片机的数据采集系统

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１课程设计要求基于STM32单片机实现一个数据采集系统,具有数据采集、显示、传输、存储、分析这几个功能。具体为以下几个功能：一、系统上电启动,4个LEＤ灯闪烁1秒,OＬED屏显示学号、姓名和杭电ＬＯＧＯ,保持1秒后进入主界面,显示系统名称和功能菜单。通过K１/K2上下选择功能，K3确定进入功能界面。在所有功能界面，默认K4返回主界面。二、功能１为系统测试界面,４个LED灯显示流水灯，OLED屏以图形方式显示测试内容，内容包括4个LED灯状态、4个按键状态、ＡＤ采样数据、陀螺仪传感器原始数据。单页显示不下时通过K1、Ｋ２上下翻页。LED与按键状态可用图形或图片进行显示，ＡD采样数据以及MＰU605０数据可使用柱状图结合文字显示。三、功能２为陀螺仪姿态解算界面,OLED显示内容为解算出的ＭPＵ6０50姿态角数据（pｉｔｃh俯仰角、ｒoll横滚角和yaw航向角）,精确0.１°，并能以其中的某个角度控制4个LED灯的亮度（100%-0%亮度可调)。四、功能3为数据传输界面,除了定时向两个串口发送数据，OLED显示内容为:定时发送时间间隔（0.01-1秒）、发送数据格式、发送计数(累计发送数据帧)、接收字节计数。可使用K１调整发送时间间隔，Ｋ2切换上传数据格式,K3启动或暂停上传数据。五、设计安卓移动端AＰＰ软件，能接受单片机通过蓝牙模块上传的数据，并提取出数据帧中的有效数据显示在设备界面中。显示内容包括:4个LＥD 灯状态、4个按键状态、AD采样数据或采样电压值、陀螺仪6轴原始数据及解算姿态角度。六、没有安卓设备的同学,可用PC端自编软件替代,接收单片机通过UＳＢ串口上传的数据,完成第五项内容要求。 2 系统方案设计(框图、原理图) 硬件系统组成： 1.单片机:ＳＴM3２Ｆ10３C8T6，8MHz晶振 2.UＳB转串口芯片：PL23０3SＡ 3．LＤO电源：AMS1１1７，５V输入3.3V输出 4.LＥD×4，加１个电源显示 5.按键×４,加1个复位按键６．精密可调电阻10KΩ 7.ＩＩC接口６轴陀螺仪传感器:MPＵ-6050 8.IIC接口0．9６寸1２８ｘ6４点阵单色OLＥD 9.ＨC0５蓝牙2.0通信模块

基于STM32的温度采集系统设计

基于 STM32的温度采集系统设计摘要：本文利用STM32的一种微型处理器来当主控的CPU，通过使用一个独立的数据采集模块采集数据，在这个基础上实现了智能化的温度数据采取、然后还有传输、处理和显示等功能。并商讨了该怎么提高系统的速度、性能和拓展性。数据采集是获取信号对象信息的过程。关键词：嵌入式系统；ARM；DS18B20温度传感器；STM32；温度采集；数据的处理一、引言当今社会，随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，测温仪器在各个领域的广泛应用，智能化服务已成为这个时代温控系统发展的重要趋势。温度控制在生活中还有在工业领域中涉及的非常多，像室内、供暖机构、天气预告等这些场所的温度控制。像之前传统的温度控制都是手动的，操作起来很麻烦。本文系统设计目的，首先它得是实现一种精准度高的系统来采集的温度控制系统，其应用必须得以普及，功能强大。二、整体系统设计（一）系统方案设计第一个方案：需要使用模拟分立的元件，例如电容、电感、晶体管等非线性元件，观察采集的温度和显示的具体效果，这个方案的设计十分的好理解，特别简单，并且它的操作也不是特别的难，还有个好处，就是它的价格是非常合适的。缺点就是如果用分立的元件，会造成它的分散性特别的大，对集成数字化是十分不好，而且最后测量之后，会存在很大的误差的，所以这个方案的可行性不太好，尽量不用。第二个方案：选用PC机作为本次设计的主控机。利用温度传感器来选用温度的信号，通过信号放大器之后，再送到A/D转换芯片中，然后再一次的经过拥

有单片机的检测系统来进行下一步的解析和处理，然后再利用通信线路到PC机的上面，在PC的上面也可以通过对温度信号来进行很多的解析和处理的方式，所以这个方案简单来说还是不错的。（二）系统工作原理通过了解设计需求方面确定了系统的总体方案，这个整体的系统其实是根据使用单片机、温度的传感器、显示屏的模块、报警器还有按键等五个部分来组成的。使用者最开始得先将这个温度的报警的值输入到程序里，也就是温度的上下限。温度传感器检测当前的温度传递给单片机，当前温度超过所设置的温度上下限时，单片机驱动蜂鸣器使它工作从而发出警报声。三、硬件设计（一）STM32单片机 1.STM32单片机介绍 STM32这种微型的控制器，它是这个整体温度控制系统的一个核心的部分。因为对温度控制器具有较高的要求，如果执行的速度越快的话，控制的准确度就会越高，稳定性也很高它的灵敏度也会很高，因此必须得选出一种既便宜又实惠而且性能也高的一个单片机。ARM Cortex-M3的架构是可以体现出STM32增强型的单片机高性能、低功耗和经济实用的要求。 2.STM32内部电路图本次设计中最主要的是STM32单片机的应用，它本身自带很多功能，工作速度也快。其中它本身自带了一个稳压电路输入5V电源，然后输出为3.3V。（二）复位电路复位电路是每一个电路都会带的功能，本设计选用的STM32内部带有复位电路，但是焊接的实物却没有用到复位电路，作为一款温度测量仪器，测量范围大不适合用复位电路进行复位，所以没有在硬件上加复位开关。

基于STM32的智能仪表数据采集系统的设计共3篇

基于STM32的智能仪表数据采集系统的设计共3篇基于STM32的智能仪表数据采集系统的设计1 智能仪表数据采集系统是一种基于微处理器技术的新型仪表系统，能够实时采集、处理和显示各种参数信息，并具有智能、高精度、易使用等特点。基于STM32的智能仪表数据采集系统，主要由硬件部分和软件部分构成。一、硬件部分设计 1. 硬件选型本智能仪表数据采集系统采用STM32F407ZET6微控制器作为主控制芯片，能够满足高速处理和稳定运行的要求。除此之外，系统还选择了一些重要外设模块，包括：（1）LCD模块：以及相关驱动IC，实现有效的数据展示和用户交互。（2）ADC模块：16路12位ADC，可以实现高分辨率和高信噪比的电压、电流和温度等模拟量信号采集。（3）USB模块：通过USB接口与计算机通信，实现数据传输和软件在线升级功能。（4）SD卡模块：支持高速SDIO接口，用于存储历史数据和配置信息。（5）按键模块：用户可通过按键实现菜单选择、数值修改等功能。

2. 硬件连接整个系统的硬件连接图如下所示：（1）LCD模块的连接：将LCD模块的各个引脚连接到STM32芯片对应的引脚上，通过SPI总线与驱动IC进行通信控制；（2）ADC模块的连接：将ADC模块与芯片的模拟输入引脚连接，通过DMA通道实现数据传输；（3）USB模块的连接：将USB模块连接到芯片的USB_OTG_FS接口，通过底层USB库进行通信；（4）SD卡模块的连接：将SD模块的接口与芯片的SDIO总线相连接，实现数据读写。（5）按键模块的连接：将按键模块的引脚连接到芯片的GPIO端口，通过中断功能识别按键事件。二、软件部分设计 1. 软件框架基于STM32的智能仪表数据采集系统的软件框架如下所示：该系统主要分为用户界面、数据采集和存储、通信和控制四个模块。用户界面主要负责显示和操作，通过LCD显示用户需要的各种参数信息和数据图形。数据采集和存储模块主要负责将各种传感器的模拟量信号进行采集、转换和存储，实现对各种参数的实时监测和历史数据的记录。通信模块主要通过USB接口与计算机进行通信，完成数据传

基于STM32的数据采集存储系统的设计与实现

基于STM32的数据采集存储系统的设计与实现基于STM32的数据采集存储系统的设计与实现一、引言随着科技的不断进步，数据采集与存储在各个领域中得到了广泛应用。数据采集是指通过各种传感器或设备对现实世界的参数进行收集，而数据存储是将采集到的数据进行处理并保存，便于后续的数据分析与利用。在很多应用场景中，需要一个稳定可靠的系统来实现数据的采集与存储，而现代嵌入式技术的发展为我们提供了一种高效的解决方案。本文将基于STM32嵌入式平台，设计与实现一个数据采集存储系统，用于收集与储存外部环境的数据信息。二、系统设计 1. 系统架构设计数据采集存储系统的架构设计分为三个层次：传感器层、控制层和存储层。在传感器层，选择适合目标应用场景的传感器模块，如温湿度传感器、气压传感器等，用于采集环境参数数据。在控制层，使用STM32作为主控芯片，通过IO口与各个传感器模块进行连接。STM32会周期性地读取各个传感器的数据，并进行数据处理及存储控制。在存储层，选择适合需求的存储介质，如SD卡、EEPROM 等，用于保存采集到的数据信息。 2. 硬件设计硬件设计主要包括传感器接口设计、存储介质接口设计和电源管理设计。传感器接口设计：根据传感器模块的接口要求，为每个模

块提供相应的电源接口和数据传输接口。通过使用STM32的 IO口和外部中断功能，可以实现与传感器的数据通信和接收。存储介质接口设计：选择合适的存储介质，通过STM32的SPI或SDIO接口连接存储介质，实现数据的读写操作。电源管理设计：根据系统的功耗需求，设计合理的电源管理电路，包括电源切换、供电稳定等，确保系统正常工作。 3. 软件设计软件设计主要包括采集控制程序设计、数据处理与存储程序设计以及通信接口设计。采集控制程序设计：使用STM32的定时器中断功能，设置合适的定时周期，周期性地读取传感器数据，并通过中断处理函数进行数据的处理和存储控制。数据处理与存储程序设计：根据传感器采集到的数据特点，进行相应的数据处理和存储格式设计。将处理后的数据通过存储介质接口存储到对应的存储介质中。通信接口设计：将数据采集存储系统和上位机或其他设备进行通信，可以通过串口、无线通信等方式进行数据传输。三、系统实现在系统实现中，首先需要准备好所需的硬件和软件开发环境。然后，按照之前设计的系统架构和硬件设计方案，进行硬件的连接和焊接。在软件开发方面，根据之前的软件设计方案，使用合适的开发工具进行编码和调试。具体实现过程中，需要结合传感器部分的代码和存储部分的代码进行集成，并进行相应的测试和调试，以确保系统的稳定性和可靠性。在实际应用中，可以根据具体的需求添加一些额外的功能模块，如数据上传模块、小型显示屏等，以增加系统的灵活性

基于STM32的温度采集系统设计

《ARM嵌入式系统》课程论文题目：基于STM32的温度采集系统设计学生姓名：刘笑学生学号：1314020120 年级：13级专业：电子信息工程班级：（1）班任课教师：王宜结电子工程学院制

目录 1、设计的任务与要求............................................................................................... 错误!未定义书签。 1.1设计目的 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2设计意义 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 2、温度系统设计方案制定....................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1设计要求 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2方案论证 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 3、硬件设计方案实施............................................................................................... 错误!未定义书签。 3.1单元模块功能及电路设计............................................................................ 错误!未定义书签。 3.2 电路参数计算及元器件选择....................................................................... 错误!未定义书签。 3.2.1 电源电路设计..................................................................................... 错误!未定义书签。 3.2.2温度采集电路设计.............................................................................. 错误!未定义书签。 4、设计的仿真实现 .................................................................................................. 错误!未定义书签。 4.1设计思路 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.2程序清单 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.3 STM32温度系统设计仿真实现.................................................................... 错误!未定义书签。 5、心得体会和总结 .................................................................................................. 错误!未定义书签。参考文献 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。

基于STM32单片机车辆数据采集的设计与实现

基于STM32单片机车辆数据采集的设计与实现摘要基于华汽电动车队原型车需要采集车辆行驶时电流电压，速度等数据，用于后续的二次处理分析计算出最佳的驾驶速度，所以我们通过查阅大量的论文和考查车辆实际所需数据，发现可以通过基于STM32单片机实现该功能模块。我们将采集到的数据传输到云服务器上保存和方便二次处理。关键字：单片机数据采集云服务器正文整个系统的主控核心为STM32F103RCT6开发板，温湿度模块采用DHT11（用于采集温湿度），GPS模块采用GPS+北斗双定位ATK1218-BD（用于采集经纬度），光敏模块采用普通的光敏二极管传感器（用于采集光照强度），气体模块采用 MQ-2烟雾气体传感器（用于采集危险气体信息），而在最重要的通讯方面使用的是SIM800C模块，SIM800C模块是一款四频GSM/SPRS模块，可以实现SMS和数据信息的传输等功能。

图1 硬件连接图图2 MCU模块电路图

图3 ATK-S12316F8模块电路图图4 光敏二极管传感器模块电路图图5 MQ-2烟雾传感器模块电路图

图6 DHT11模块电路图图7 ATK-SIM800C模块电路图此系统主要使用到了SIM800C作为服务器与单片机开发板之间进行数据信息传输的媒介，SIM800C模块可以通过MQTT报文与服务器建立连接和数据传输，而与单片机则通过IO口进行数据传输，这样就通过SIM800C模块使两者建立起连接关系。其中，使用了最为主流的MQTT传输协议，系统使用了消息队列遥测传输（MQTT）协议作为沟通单片机与阿里云服务器、阿里云服务器与小程序的通讯协议，MQTT协议是一种构建在TCP/IP协议之上，基于发布/订阅模式的轻量级通讯协议。它的优点是：低带宽的情况下能通过少量的代码连接上远程设备，同时低功耗、易于实现也使其十分适合应用在物联网场景中。而在通讯当中，它提供无损且有序的双向连接，因为是基于TCP/IP协议之上，所以连接是受到一定的保护的，不仅如此，MQTT还有一个特点：服务质量（QoS），QoS能帮助协议在传输消息时避免信息丢失，这样极大地保护了数据传输的安全与存储。我们将采集到的数据传输到阿里云物联网平台。它支持设备通过MQTT协议接入服务器，在阿里云物联网平台建立设备需要配置连网协议、数据格式和物模型。对于联网协议，此系统配备的是SIM800C模块，因此是选择了蜂窝 2G/3G/4G/5G。阿里云服务器的数据格式有两种，分别为ICA标准数据格式（Alink JSON）和透析/自定义，此系统采用了JSON格式，在接下来订阅主题后，

我的单片机毕业设计基于STM32F103的智能家居控制系统

我的单片机毕业设计——基于STM32F103的智能家居控制系统随着智能家居的兴起，越来越多的人开始关注智能家居技术的发展和应用。作为一名电子信息工程专业的学生，我也对智能家居技术充满了兴趣。因此，在毕业设计的选题中，我选择了开发一个基于STM32F103的智能家居控制系统。在毕业设计的过程中，我深入研究了智能家居的技术原理和应用场景，并通过不断的实验和调试，最终成功地完成了这个毕业设计。我的智能家居控制系统主要由四部分组成：控制中心、通信模块、传感器模块和执行模块。其中，控制中心采用STM32F103单片机，负责整个系统的数据处理和控制指令的发送。通信模块采用WIFI模块，通过WIFI连接家庭网络，实现与互联网的连接。传感器模块采用多种传感器，如温湿度传感器、烟雾传感器、门磁传感器等，实时获取环境信息。执行模块采用继电器等，通过控制指令实现对家庭设备的控制，如灯光、电视、空调、窗帘等。在实现智能家居控制系统的过程中，我遇到了许多挑战。最大的挑战是如何实现系统的可靠性和稳定性。我通过多次的调试和优化，既保证了系统的实时性和可靠性，又实现了系统的低功耗和低成本。此外，我还着重考虑了系统的可扩展性，使得系统可以随着家庭用户的需要动态添加和删除控制设备，实现更加智能化的家居控制。我的智能家居控制系统不仅可以通过手机APP实现对家庭设备的远程控制，还可以通过各种传感器实现对家庭环境的实时监测和自动化控制。该系统具有操作简便、功能强大、智能化程度高等优点，可以满足现代人对智能家居的需求，具有很好的实际应用价值。总之，我的毕业设计——基于STM32F103的智能家居控制系统，是我对智能家居技术的深入研究和技术实践。在这个过程中，我不仅熟练掌握了单片机的使用技术和相关程序设计能力，更重要的是，我摸索出了一条将理论知识与实际应用相结合的技术之路。我相信，这条技术之路会伴随我走向更加广阔的研究和应用领域，为人类的智能化进程贡献更大的力量。

STM32单片机在三相电路参数采集的应用

STM32单片机在三相电路参数采集的应用摘要：为了对电力数据进行实时的采集和监控，以ATT7022E和STM32单片机为核心，对该系统的各个部分进行了详细的设计，并对各个模块的软体和功能进行了具体的描述。该系统可实现6路电压、电流、功率、功率因数等的数据的采集，并通过串行通信实现了对信号的实时传输。试验证明，本测量方法具有较高的测量精度和实时性，可以在各种电气装置及电力系统中得到广泛的使用。关键词：电力数据采集；单片机；微处理器引言在电力装置或电网的日常操作中，必须对三相电压、三相电流、功率等进行远程监测，而随着电力设备和电力系统的发展，对电能的测量和传输要求越来越高[1]。在电网和电子装置中，不仅要能够对电网的各种电子参数进行精确的检测，而且还要能够将电能计量的信息传送到电网上去，而这一切都离不开对电网的电能参数进行及时、准确的获取。 1总体设计思路现阶段我国在电力采集方面的系统和针对电测仪表相关设备在利用交流电整流后相关平均值之间的对应关系，不过相对于51单片机来说的话，很显然是STM32的性能更好，对相关精密数据的采集效能更为精确，本文中的电力数据采集系统主要作用芯片正是上文提及的主控芯片STM32。ATT7022E是一种多用途的电能计量芯片，它可以精确地检测三相三线或三相四线方式的三相 AC和三相 AC 的有效值、有功、无功、视在功率、功率因子等。

图1系统结构框图 ARMV7的ARMCortex-M3核心采用STM32核心，它拥有大量的片上资源，并具备强大的运算能力，能够高效地完成电源的数据处理、存贮以及通信等工作。电压电流采集电路将电压电流信号传输至ATT7022E，通过该电路进行电压、电流、有功、无功、功率因数等功率参数的测量。STM32负责数据的处理和存储，并将数据传输到主机和其他控制器。 2 STM32在硬件设计中的应用 2.1电源设计 2.1.1 5V输出电源模块设计德州仪器公司的3 A直流下降式稳压器是以恒定的方式输出，它实现了12 V 到5 V的功率模块的结构，其工作原理见附图2。图2输出5 V电源模块原理图

基于STM32F103单片机电流电压采集系统设计

基于STM32F103单片机电流电压采集系统设计一、本文概述随着现代电子技术的快速发展，电流和电压的精确采集在诸多领域中，如电力监控、能源管理、工业自动化等，都扮演着至关重要的角色。STM32F103单片机，凭借其强大的处理能力、灵活的扩展性和高性价比，已成为众多电子系统设计者的首选。本文旨在探讨基于STM32F103单片机的电流电压采集系统设计，通过对硬件电路和软件程序的详细解析，为相关领域的工程师和研究者提供一种可靠的、高效的电流电压采集方案。本文将首先介绍电流电压采集系统的总体设计方案，包括硬件架构的选择、关键元件的选型以及系统的工作原理。随后，将详细介绍电流电压采集电路的设计，包括模拟信号的处理、模数转换器的配置以及信号调理电路的实现。在软件设计方面，本文将阐述STM32F103单片机的编程环境搭建、数据采集程序的编写以及数据处理和传输的实现方法。本文还将对系统的性能进行评估，包括精度测试、稳定性分析和响应速度测试等。通过本文的研究，我们期望能够为电流电压采集系统的设计提供一套完整、实用的解决方案，为相关领域的工程实践和技术创新提供有力支持。本文也希望激发更多研究者对基于STM32F103单片机的电

子系统设计进行深入研究，共同推动电子技术的发展和应用。二、系统总体设计在设计基于STM32F103单片机的电流电压采集系统时，我们首先需要考虑的是系统的整体架构和功能需求。系统总体设计的主要目标是实现高精度的电流和电压数据采集，同时保证系统的稳定性和可靠性。核心控制器：选择STM32F103单片机作为系统的核心控制器，负责数据采集、处理和控制逻辑的实现。信号调理电路：设计合适的信号调理电路，将采集到的模拟信号转换为适合STM32F103处理的电压范围。这包括电流转换电路和电压跟随电路，以确保信号的准确性和稳定性。 ADC模块：利用STM32F103内置的ADC模块进行模拟信号到数字信号的转换，实现高精度的数据采集。电源管理：设计稳定的电源管理电路，为系统提供可靠的供电，同时保证系统在不同工作环境下的稳定性。外部接口：设计必要的外部接口，如串口通信接口、USB接口等，以便于数据的传输和系统的调试。数据采集：编写数据采集程序，实现STM32F103单片机对电流和电压信号的实时采集，并将采集到的数据存储到适当的存储介质中。

基于STM32的温湿度数据采集系统

目录目录I 摘要II Abstract II 第一章绪论4 1.1温湿度传感器的背景及意义4 1.2温湿度传感器国内发展现状4 1.3温湿度传感器的发展趋势4 第二章温湿度原理及相关技术6 2.1温湿度传感器6 2丄1温度传感器6 2.1.2湿度传感器6 2.1.3温湿度传感器物理参数及定义7 2.2温湿度传感器的选型7 2.3SHT21 简述8 2.3.1SHT21 介绍8 2.3.2SHT21通信原理9 第三章系统硬件设计11 3.1系统硬件设计主要框架11 3.2STM32芯片的功能描述12 3.2.1接口13 3.2.2STM32芯片接线图15 3.3SHT21温湿度传感器15 3.4LCD160 显示屏16 3.4.1参数及引脚定义16 3.4.2LCD1602 接线图19 3.5.系统复位20 3.5.1系统复位功能作用20 3.5.2系统复位工作原理20 3.6电源模块21 第四章系统软件设计21 4.1软件平台简述21 4.2系统软件程序流程框图23 4.3主程序模块24 4.3.1主函数24 4.3.2显示函数25 4.3.3计算函数25 4.4SHT21 传感器25 4.4.112C协议函数26 4.4.2延迟函数28 4.5LCD1602 显示屏28

4.5.1写指令函数29 4.5.2写数据函数30 4.5.3温湿度值得显示函数30 4.5.4延迟函数31 第五章系统仿真31 5.1仿真软件介绍31 5.2电路仿真32 第六章总结与展望34 致谢34 参考文献35 附录错误!未定义书签。摘要随着当代社会的快速的发展，人们把越来越多的科学技术应用于各个领域。温湿度的采集是作为自动化科学中一个必须掌握的检测技术，也是一项比较实用的技术。在温室人棚中确保农业高效生产的重要便是对温湿度、二氧化碳浓度等外部参数的实时与及时准确而精确的监测和协调与调节，同时在文物保护方面，文物对于温湿度非常敏感的，及时检测和对温湿度的变化做出正确的反应，也长久保护文物的一种必要手段。数据采集是获取信号对彖信息的过程。本次设计设计中实现了一个基于STM32F103的SHT21温湿度检测系统设计。通过选择了STM32F103微控制器作为主控芯片和SHT21温湿度传感器来实现对温湿度数据进行采集：在led显示屏上显示出温度和湿度，目的是实现温湿度的采集和显示同时本次设计目的是提供方法进行可行性研究。这样的设计不仅能实时准确地测量出我们需要的温度和湿度数据, 而且还可以快速反应和显示周围环境的变化。关键词：STM32F103, sht21温湿度采集，程序设计 Abstract With the rapid developme nt of moder n society, more and more science and tech no logy are applied in various fields・ The collection of temperature and humidity is a technology that must be mastered in the automation science” and it is also a practical technology. In the greenhouse to ensure efficient agricultural production in the importa nt is the exter nal parameters of temperature, humidity and carb on dioxide concentration real-time and timely and accurate monitoring and coordination and regulatioand in the