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时间:2019-04-03
《基于stm32单片机的数据采集系统》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、[在此处键入]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
2、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
3、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:PL2303SA3.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10KΩ7.IIC接口6轴陀螺仪传感器:MPU-
4、60508.IIC接口0.96寸128x64点阵单色OLED9.HC05蓝牙2.0通信模块8[在此处键入]系统框图:通过AD软件绘制原理图:软件系统:1.STM32开发的集成开发环境(IDE):KEIL(ARM)公司提供的MDK2.采用HAL+STM32CubeMX的组合来替代寄存器操作或者使用标准外设库的开发方式3.STM32的软件调试下载,常见的方法有串口ISP8[在此处键入]下载和调试器(仿真器)下载两种。串口ISP下载需要引出单片机的BOOT0、BOOT1和串口1,下载时将BOOT0拉高,BOOT1拉低,PC机通过一根USB转串口线连到单片机的串口1进行下载。有的
5、电子系统直接将USB转串口线的功能集成在电路板上,PC机进行ISP下载时就只需要一根USB线就可以了。STM32常用的ISP下载工具有ST公司官方的FlashLoaderDemonstrator和第三方的mcuisp、FlyMcu、sscom等工具软件。这里我们采用sscom软件进行串口ISP下载。3软件设计(软件功能框图、各模块流程图)采用FreeRTOS,将功能划分为多个任务,每个任务负责实现其中的一部分,每个任务都是一个很简单的程序,通常是一个死循环。使用FreeRTOS开启三个任务实现数据采集、上传、按键动作和界面显示等综合功能,主任务负责MPU6050数据采集和
6、数据上传、按键任务负责按键扫描和按键动作处理、显示任务负责OLED屏幕显示刷新。8[在此处键入]数据采集和上传任务:8[在此处键入]按键处理任务:8[在此处键入]显示任务:8[在此处键入]初始启动LOGO姓名学号功能在显示任务中实现,之后进入界面选择的循环程序中等待按键选择。功能1流水灯在按键任务中实现,调用RunLsd()函数;状态和数据显示在DrawScreen1函数中实现;功能2在DrawScreen2中实现,并使用航向角为参数调用SetPWMLight函数调节LED亮度;功能3在DrawScreen3函数中将数据采集处理任务中得到的数据传输信息显示在OLED上。数
7、据采集上传流程:8[在此处键入]4功能测试以达到三个基本功能要求,并完成PC端上位机接收单片机通过串口上传数据。功能1:功能2:8[在此处键入]功能3:上位机测试:5课程反馈在开始的几天,安装好软件,做好准备工作,通过对测试例程学习,比较好地学习STM32的各模块的开发,再学习了大的系统工程的流程结构,更加合理有效地设计出单片机软件系统,再学习上位机的开发,循序渐进,对这门课有更好的认识。通过这几天的学习,我了解了Keil、cube、Qt等软件的使用,学习了STM32的开发流程以及整个电子系统设计的流程。8
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