基于STM32單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案

1、word專(zhuān)業(yè)整理1課程設(shè)計(jì)要求基于STM3彈片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),具有數(shù)據(jù)采集、顯示、傳輸、存儲(chǔ)、 分析這幾個(gè)功能.具體為以下幾個(gè)功能：1、 系統(tǒng)上電啟動(dòng),4個(gè)LED丁閃爍1秒,OLEt顯示學(xué)號(hào)、姓名和杭電LOGQ保持1秒后進(jìn)入主界面,顯示系統(tǒng)名稱(chēng)和功能菜單.通過(guò) K1/K2上下選擇功 能,K3確定進(jìn)入功能界面.在所有功能界面,默認(rèn) K4返回主界面.2、 功能1為系統(tǒng)測(cè)試界面,4個(gè)LED燈顯示流水燈,OLEEW以圖形方式顯 示測(cè)試內(nèi)容,內(nèi)容包括4個(gè)LED燈狀態(tài)、4個(gè)按鍵狀態(tài)、AD采樣數(shù)據(jù)、陀螺 儀傳感器原始數(shù)據(jù).單頁(yè)顯示不下時(shí)通過(guò)K1、K2上下翻頁(yè).LED與按鍵狀態(tài) 可用圖形或圖片進(jìn)行顯示

2、,AD采樣數(shù)據(jù)以及MPU605散據(jù)可使用柱狀圖結(jié)合 文字顯示.3、 功能2為陀螺儀姿態(tài)解算界面,OLED1示內(nèi)容為解算出的MPU605喧態(tài)角數(shù)據(jù)p4ch俯仰角、roll橫滾角和yaw航向角,精確0.1 ,并能以其 中的某個(gè)角度限制4個(gè)LED燈的亮度100%-0喊度可調(diào).4、 功能3為數(shù)據(jù)傳輸界面,除了定時(shí)向兩個(gè)串口發(fā)送數(shù)據(jù),OLEES示內(nèi)容為：定時(shí)發(fā)送時(shí)間問(wèn)隔0.01-1秒、發(fā)送數(shù)據(jù)格式、發(fā)送計(jì)數(shù)累計(jì)發(fā)送 數(shù)據(jù)幀、接收字節(jié)計(jì)數(shù).可使用K1調(diào)整發(fā)送時(shí)間問(wèn)隔,K2切換上傳數(shù)據(jù)格 式,K3啟動(dòng)或暫停上傳數(shù)據(jù).5、 設(shè)計(jì)安卓移動(dòng)端APP軟件,能接受單片機(jī)通過(guò)藍(lán)牙模塊上傳的數(shù)據(jù),并提取出數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)

3、據(jù)顯示在設(shè)備界面中.顯示內(nèi)容包括：4個(gè)LED燈狀態(tài)、4個(gè)按鍵狀態(tài)、AD采樣數(shù)據(jù)或采樣電壓值、陀螺儀6軸原始數(shù)據(jù)及解 算姿態(tài)角度.6、 沒(méi)有安卓設(shè)備的同學(xué),可用 PC端自編軟件替代,接收單片機(jī)通過(guò) USB用口上傳的數(shù)據(jù),完成第五項(xiàng)內(nèi)容要求.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)框圖、原理圖硬件系統(tǒng)組成：1 .單片機(jī)：STM32F103C8T 68MH磊振2 .USB 轉(zhuǎn)用口芯片：PL2303SA3 .LDO 電源:AMS1117 5V輸入 3.3V 輸出4 .LEDX4,力口 1個(gè)電源顯示5 .按鍵X 4,加1個(gè)復(fù)位按鍵6 .精密可調(diào)電阻10KQ7 .IIC 接口 6軸陀螺儀傳感器：MPU-60508 .IIC 接口

4、0.96 寸 128x64 點(diǎn)陣單色 OLED9.HC05藍(lán)牙2.0通信模塊學(xué)習(xí)資料整理分享在此處鍵入系統(tǒng)框圖通過(guò)AD軟件繪制原理圖:7 打g： A WstVWWX3TMU DO 3EJ 0 JKijLTJUeit-rn bcuovti:_zsTiA234匚口 il工口0M3TlFti TIMPAJTCE VM LKFA； JZ33Dwui Bri. Txra軟件系統(tǒng)：1. STM32開(kāi)發(fā)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境IDE: KEIL ARM公司提供的MDK2. 采用HAL+STM32CubeMX組合來(lái)替代存放器操作或者使用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的開(kāi)在此處鍵入發(fā)方式3. STM32的軟件調(diào)試下載,常見(jiàn)的方法有串口 IS

5、P下載和調(diào)試器仿真器下 載兩種.串口 ISP下載需要引出單片機(jī)的BOOT0BOOT1和串口 1,下載時(shí)將 BOOTCB高,BOOT1拉低,PC機(jī)通過(guò)一根USB轉(zhuǎn)用口線(xiàn)連到單片機(jī)的串口 1 進(jìn)行下載.有的電子系統(tǒng)直接將USB轉(zhuǎn)用口線(xiàn)的功能集成在電路板上,PC機(jī) 進(jìn)行ISP下載時(shí)就只需要一根USB線(xiàn)就可以了.STM32常用的ISP下載工具有 ST 公司官方的 Flash Loader Demonstrator 和第三方的 mcuisp、FlyMcu、sscom 等工具軟件.這里我們采用sscomC件進(jìn)彳T串口 ISP下載.3軟件設(shè)計(jì)軟件功能框圖、各模塊流程圖采用FreeRTOS將功能劃分為多個(gè)任務(wù)

6、,每個(gè)任務(wù)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)其中的一局部,每 個(gè)任務(wù)都是一個(gè)很簡(jiǎn)單的程序,通常是一個(gè)死循環(huán).低憂(yōu)先抑仟葬怔行兀翅廠(chǎng)務(wù)中嘛服箸程序IKK中央效勞叟序使用FreeRTOS開(kāi)啟三個(gè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、上傳、按鍵動(dòng)作和界面顯示等綜合在此處鍵入功能,主任務(wù)負(fù)責(zé) MPU605吸據(jù)采集和數(shù)據(jù)上傳、按鍵任務(wù)負(fù)責(zé)按鍵掃描和按 鍵動(dòng)作處理、顯示任務(wù)負(fù)責(zé)OLED屏幕顯示刷新.數(shù)據(jù)采集和上傳任務(wù)：/* starc.DefauItTask functionvdid StartDefultTask (void conat I/* HMliR CODE5 */=har buf UDOJ;uint32_t cldrick -.;HAL

7、ADCEjs Cdl_ijrd_Qn S (thd.dcl);H2LL ADC _Start&二addr (uj.ut32_t *) g valj 2 ;g bMpiok = t*PU_init ();if (g bttpuok)prinlzf I MFUfOSO ir.it. rror! nn :/* Infinite Iq&F */ for;if I line f 加果豐口 1W收到一行-數(shù)pri口tf LralJjuff = %s, rjQJjuff:/ 打印輸出接收內(nèi)容UartSSendStr ( (char * rxl_buf f ;/ 同時(shí)將短據(jù)發(fā)送紿串口2HiHmuHiHHunn

8、flnn n博建戴奈江再/memset (rxlufff L 5： z-af灣空豐口 1 浜與區(qū)psuf = rxl2fcurf;/ 主而再豐11麥吠尬書(shū)泊存放而葉生向筆-M整存的頭部(ShuiartL-i：RxBuffFtr = pEuf; /重產(chǎn)號(hào)E 口1行行體的法收胃沖指針擊向母;中城淚去三 linelag = 0;用口工據(jù)UE標(biāo)志法等+_nR號(hào) vCqhet;) 一if tline_ria(j2) 如索串二二排葭到一行砧提prinrf7rK2 buff -5鏟,rx3_Mff;/打印登收內(nèi)害到串口1nnnuuHHfi/ui/niHHHn度收效有處理/nienset (rx2_buf f

9、,sizeof (xx2_buff I;/ 清交中口工陵存區(qū)pBuf2 - 2_buff;/重新將串口可接收敷據(jù)的存放指針指向接收緩存的頭部huart2)-pRxBurntr = pBuf2; 壟:勃將蟲(chóng)口2思構(gòu)體中的會(huì)收第;中指升指向3沖數(shù)包頭烹 llne_flag2 =; *匚2接收稀土清軍+q_nRevCount;)If triit_ok != HAL_mt) /如果本口 1接收中新還沒(méi)有焙助*登試再次啟動(dòng) rxit_ck = HAL_UART_fteeeive_lTt&hiiarrljr nfiufj, 1)；if (riit_ak2 !=_flAL_OK)一如果本口2金收中斷誣沒(méi)有啟

10、動(dòng),嘗試再次啟動(dòng)rxlt_ak2 = hAL_UART Receive t*r tthuart2, panfi, 1);二上(C_JftpnbJr) 7,如稟正UE.5d田始化戌為HFiJ_Qetc.aT a(1 ； 分 讀取;專(zhuān)感再數(shù)里it ( (HAL &et= oldticlc + g n3ejdTim.e) &工 q bSenzil( oldtitk = HAL GetTick1)i ii (V aKpiok)if (grtastyle) / 二 笄式化計(jì)算豆數(shù)福德sprintf fbuf, 7ysfIfXr, g adval * 3.3 / 419廝 fhx, fAYr fz);el

11、se h格式讓原始芍市噢sprintf fbuf, MY,3d, Nd,“泮d,就t *心工才.g ddvalf ax, ay,曰“ gxr gy, gz);H 同時(shí)將字符豐堂送到出口i和二口a printf (Vs, l)uf);ua r12s &n dst r (bu f;+g_nS?n!iC3unt;J _osJelay(-);“格式化狀態(tài)幀3在此處鍵入spriiitf (buff 7MBDtald- c*7(g Ladsta t OjcCI) ? T : O, (g二Sd百口 l 0x02 ? *1 * : 何二口idsti l 0x041 1 41 r ：州,. (匚*日八d & C

12、xOQl W *11 r O, (gi2Keypress.Kl_Pin7fD+:*0*,q附*m&K3二Fin)?TDT：dg-Keypre3&K3 Pin!?TDT:PL(g-Keypres&K4Pin)?TDT:TuTlpriizxf (5, bu);U江工二？39匚d3：工Luf；+g TLSendCouTit;1 siteLay I ； )/* USE口 CODE END 5 */11按鍵處理任務(wù)：veld StartK*72asJ Olllitk * JH ( -oLdtick - HAL st；Tickl) ;RunLJd o 1 市水燈剿法DE曲 mxituh (key) id

13、_1 L ： 上工三白怔： case 1: cue 2:：-5r i break;case i： break;case 4:g_nScreef: - U; S&lLEDS(L xU .)； b 工 2k； break case 2: /年算界武 Switch (key) ( default. _ break； esse 1: casg 2: case 3： bxeak; case 4:g_n5cieer = 0; r：rsaj break;Gan七 3 二 H數(shù)據(jù)徑輸界面 it HAL_GeDlick ( ) oldCi_Ck * ,I _ cldticx - ;RHnL3d)； fi 濟(jì)北r

14、r)awi-ch (iay aef akilt: Erak; caae心切熱發(fā)送時(shí)間間隔x (g_Et自電ndTiffi占 -1DU_ I* g_n；5endTinie - 50;el-?e If (g_n3endTiir 20“g_nS&ndI?nio - 1J .0;else if (g_nSendTinj - 5.) g_ELOsnaTme =2口- ielseg_Ta 3cndT irne1 匚口；pzinf 1 aiaendtii %d r., g_nSon.dTlmB); br&al；在此處鍵入case 2: 切換發(fā)送數(shù)據(jù)格式 jnDataStyle = ! _nData5tyle

15、; breek;ease 3: 啟動(dòng),客等發(fā)送j_bSend - !g_bSend;printf (bsend - %dnT, g_bSer.d); breek;case 4:5_nScrean = 3; break;)break;)osEelav(1);/* USER CODE END StartKeyTask */顯示任務(wù)：/ * Bt;arT;DepT?as k. luaet-xcii */void iSMrSL-iapTaaJL(Tid COMt * axg-umen 1(/* U3ER CODE BEGIN StartDispTask TIED_QPIO_Ttiit ( ;3etLE

16、D3 (CxFIT) ; /史新設(shè)置4 工吏丁燈狀態(tài)adDeLy(2rjr*);34LLEE3 (CjlOD)；oL-lay (250)：SatlS (CXFS ) J /重新設(shè)直4個(gè)LEL 丁狀亦oarDol2y (25 0) i SetLEDS(OxOO); ; / 劇三-顯示nAi_Delay ( oc-o 7 / 期月保持晶木 二 秒 W 導(dǎo)/* JtlIiziite Ao；3p */for(；J)I tGtrr ei=ao ；/白司川營(yíng)E- 士三 邑國(guó)3 w i_ t cH. ?m_sSl cZJZ =已口)J 1c-abt 0 / / 面Draws ex e en 0 (J ;br

17、eakjcase 1 s 測(cè)試界而Drawscr&Qnl()j treat;case Zr H 姿態(tài)艇算.狎國(guó)Dx a cx n 2 () j break, ca曰0箝：/數(shù)香傳播號(hào)而 口工占*濟(jì)u工君日口M ();b re a k *1GLI_Vpdate ( ; H 即斷屏M oaDalay(1 j) U8ER CODE END fltHrtDi ffploak *f在此處鍵入初始啟動(dòng)LOGO生名學(xué)號(hào)功能在顯示任務(wù)中實(shí)現(xiàn),之后進(jìn)入界面選擇的循環(huán)程序 中等待按鍵選擇.功能1流水燈在按鍵任務(wù)中實(shí)現(xiàn),調(diào)用 RunLsd()函數(shù)；狀態(tài)和數(shù)據(jù)顯示在DrawScreenl函數(shù)中實(shí)現(xiàn)；功能2在DrawScreen2中實(shí)現(xiàn),并使用航向角為參數(shù)調(diào)用 SetPWMLight函數(shù)調(diào)節(jié) LED亮度；功能3在DrawScreen3函數(shù)中將數(shù)據(jù)采集處理任務(wù)中得到的數(shù)據(jù)傳輸信息顯示在OLEDho數(shù)據(jù)采集上傳流程：官社串? 展吹中斷聿二2