基于STM32單片機的數據采集系統(tǒng)方案

1、word專業(yè)整理1課程設計要求基于STM3彈片機實現一個數據采集系統(tǒng),具有數據采集、顯示、傳輸、存儲、 分析這幾個功能.具體為以下幾個功能：1、 系統(tǒng)上電啟動,4個LED丁閃爍1秒,OLEt顯示學號、姓名和杭電LOGQ保持1秒后進入主界面,顯示系統(tǒng)名稱和功能菜單.通過 K1/K2上下選擇功 能,K3確定進入功能界面.在所有功能界面,默認 K4返回主界面.2、 功能1為系統(tǒng)測試界面,4個LED燈顯示流水燈,OLEEW以圖形方式顯 示測試內容,內容包括4個LED燈狀態(tài)、4個按鍵狀態(tài)、AD采樣數據、陀螺 儀傳感器原始數據.單頁顯示不下時通過K1、K2上下翻頁.LED與按鍵狀態(tài) 可用圖形或圖片進行顯示

2、,AD采樣數據以及MPU605散據可使用柱狀圖結合 文字顯示.3、 功能2為陀螺儀姿態(tài)解算界面,OLED1示內容為解算出的MPU605喧態(tài)角數據p4ch俯仰角、roll橫滾角和yaw航向角,精確0.1 ,并能以其 中的某個角度限制4個LED燈的亮度100%-0喊度可調.4、 功能3為數據傳輸界面,除了定時向兩個串口發(fā)送數據,OLEES示內容為：定時發(fā)送時間問隔0.01-1秒、發(fā)送數據格式、發(fā)送計數累計發(fā)送 數據幀、接收字節(jié)計數.可使用K1調整發(fā)送時間問隔,K2切換上傳數據格 式,K3啟動或暫停上傳數據.5、 設計安卓移動端APP軟件,能接受單片機通過藍牙模塊上傳的數據,并提取出數據幀中的有效數

3、據顯示在設備界面中.顯示內容包括：4個LED燈狀態(tài)、4個按鍵狀態(tài)、AD采樣數據或采樣電壓值、陀螺儀6軸原始數據及解 算姿態(tài)角度.6、 沒有安卓設備的同學,可用 PC端自編軟件替代,接收單片機通過 USB用口上傳的數據,完成第五項內容要求.2系統(tǒng)方案設計框圖、原理圖硬件系統(tǒng)組成：1 .單片機：STM32F103C8T 68MH磊振2 .USB 轉用口芯片：PL2303SA3 .LDO 電源:AMS1117 5V輸入 3.3V 輸出4 .LEDX4,力口 1個電源顯示5 .按鍵X 4,加1個復位按鍵6 .精密可調電阻10KQ7 .IIC 接口 6軸陀螺儀傳感器：MPU-60508 .IIC 接口

4、0.96 寸 128x64 點陣單色 OLED9.HC05藍牙2.0通信模塊學習資料整理分享在此處鍵入系統(tǒng)框圖通過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開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境IDE: KEIL ARM公司提供的MDK2. 采用HAL+STM32CubeMX組合來替代存放器操作或者使用標準外設庫的開在此處鍵入發(fā)方式3. STM32的軟件調試下載,常見的方法有串口 IS

5、P下載和調試器仿真器下 載兩種.串口 ISP下載需要引出單片機的BOOT0BOOT1和串口 1,下載時將 BOOTCB高,BOOT1拉低,PC機通過一根USB轉用口線連到單片機的串口 1 進行下載.有的電子系統(tǒng)直接將USB轉用口線的功能集成在電路板上,PC機 進行ISP下載時就只需要一根USB線就可以了.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件進彳T串口 ISP下載.3軟件設計軟件功能框圖、各模塊流程圖采用FreeRTOS將功能劃分為多個任務

6、,每個任務負責實現其中的一局部,每 個任務都是一個很簡單的程序,通常是一個死循環(huán).低憂先抑仟葬怔行兀翅廠務中嘛服箸程序IKK中央效勞叟序使用FreeRTOS開啟三個任務實現數據采集、上傳、按鍵動作和界面顯示等綜合在此處鍵入功能,主任務負責 MPU605吸據采集和數據上傳、按鍵任務負責按鍵掃描和按 鍵動作處理、顯示任務負責OLED屏幕顯示刷新.數據采集和上傳任務：/* 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pri口tf LralJjuff = %s, rjQJjuff:/ 打印輸出接收內容UartSSendStr ( (char * rxl_buf f ;/ 同時將短據發(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麥吠尬書泊存放而葉生向筆-M整存的頭部(ShuiartL-i：RxBuffFtr = pEuf; /重產號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UE標志法等+_nR號 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的存放指針指向接收緩存的頭部huart2)-pRxBurntr = pBuf2; 壟:勃將蟲口2思構體中的會收第;中指升指向3沖數包頭烹 llne_flag2 =; *匚2接收稀土清軍+q_nRevCount;)If triit_ok != HAL_mt) /如果本口 1接收中新還沒有焙助*登試再次啟動 rxit_ck = HAL_UART_fteeeive_lTt&hiiarrljr nfiufj, 1)；if (riit_ak2 !=_flAL_OK)一如果本口2金收中斷誣沒有啟

10、動,嘗試再次啟動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;專感再數里it ( (HAL &et= oldticlc + g n3ejdTim.e) &工 q bSenzil( oldtitk = HAL GetTick1)i ii (V aKpiok)if (grtastyle) / 二 笄式化計算豆數福德sprintf fbuf, 7ysfIfXr, g adval * 3.3 / 419廝 fhx, fAYr fz);el

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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：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數據徑輸界面 it HAL_GeDlick ( ) oldCi_Ck * ,I _ cldticx - ;RHnL3d)； fi 濟北r

14、r)awi-ch (iay aef akilt: Erak; caae心切熱發(fā)送時間間隔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)送數據格式 jnDataStyle = ! _nData5tyle

15、; breek;ease 3: 啟動,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：/ * 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) ; /史新設置4 工吏丁燈狀態(tài)adDeLy(2rjr*);34LLEE3 (CjlOD)；oL-lay (250)：SatlS (CXFS ) J /重新設直4個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/* JtlIiziite Ao；3p */for(；J)I tGtrr ei=ao ；/白司川營E- 士三 邑國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 測試界而Drawscr&Qnl()j treat;case Zr H 姿態(tài)艇算.狎國Dx a cx n 2 () j break, ca曰0箝：/數香傳播號而 口工占*濟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LOGO生名學號功能在顯示任務中實現,之后進入界面選擇的循環(huán)程序 中等待按鍵選擇.功能1流水燈在按鍵任務中實現,調用 RunLsd()函數；狀態(tài)和數據顯示在DrawScreenl函數中實現；功能2在DrawScreen2中實現,并使用航向角為參數調用 SetPWMLight函數調節(jié) LED亮度；功能3在DrawScreen3函數中將數據采集處理任務中得到的數據傳輸信息顯示在OLEDho數據采集上傳流程：官社串? 展吹中斷聿二2