基于基于STM32的多路电压测量设计方案的多路电压测量设计方案
摘要:本设计提出一种基于STM32芯片的多路电压测量设计方案,测量范围在0-10V之间。把STM32内置A/D对
多路电压值进行采样,得到相应的数字量。然后按照数字量和模拟量的比例关系得到对应的模拟电压值,通过
TFTLCD显示设备显示出来,同时将多路采集的数据存储到SD卡中。 1.引言 近年来,数据采集及其应
用受到了人们越来越广泛的关注,数据采集系统也有了迅速的发展,它可以广泛的应用于各种领域。 数据
采集技术是信息科学的重要分支之一,数据采集也是从一个或多个信号获取对象信息的过程。数据采集是工业
控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可
摘要:本设计提出一种基于 摘要:本设计提出一种基于STM32芯片的多路电压测量设计方案,测量范围在芯片的多路电压测量设计方案,测量范围在0-10V之间。把之间。把STM32内置内置A/D对多路电压对多路电压
值进行采样,得到相应的数字量。然后按照数字量和模拟量的比例关系得到对应的模拟电压值,通过值进行采样,得到相应的数字量。然后按照数字量和模拟量的比例关系得到对应的模拟电压值,通过TFTLCD显示设备显示出显示设备显示出
来,同时将多路采集的数据存储到来,同时将多路采集的数据存储到SD卡中。卡中。
1.引言
近年来,数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注,数据采集系统也有了迅速的发展,它可以广泛的应用于各种领
域。
数据采集技术是信息科学的重要分支之一,数据采集也是从一个或多个信号获取对象信息的过程。数据采集是工业控制等
系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直
接影响到整个系统。
电压的测量为普遍性,研究设计并提高电压测量精度的方法及仪器具有十分重要的意义。在电压测量设计中,单片机作为
控制器,是整个设计的。除此之外,设计中还必须有模数转换器(ADC)。ADC用于直接采集模拟电压并将模拟信号转换成
数字信号,它直接影响着数据采集的精度和速度。
2.系统概述
本设计的微控制器采用STM32单片机。
STM32系列单片机是基于ARM公司Cortex-M3内核设计的。它的时钟频率达到72MHz,是同类产品中性能较高的产品,具
有高性能、低成本、低功耗的优点,是嵌入式应用设计中良好的选择。设计中的A/D转换器采用STM32内置ADC.STM32的
ADC是一种12位逐次逼近型模拟数字转换器。
它有多达18个通道,可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。转换
结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。其输入时钟可达到14MHz.
本设计可测量8通道电压值,测量范围为0-10V的电压,显示误差为±0.001V.LCD实时显示电压值和波形图,MicroSD卡对
数据进行同步存储。系统原理框图如图1所示。
3.系统硬件设计
本设计的硬件主要包括STM32模块,LCD模块,SD卡模块和按键模块。STM32模块不仅作为控制器,还包括ADC设备,
它主要包括STM32系统电路。LCD模块主要包括LCD驱动接口电路。SD卡模块主要是SD卡驱动电路。除此之外,还有用于程
序调试的J-Link接口电路和电源电路等。
3.1 STM32系统
本模块主要介绍STM32芯片和设计中用到的外设模块。
STM32系统使用外部高速时钟,外接8M晶振。STM32的两个BOOT引脚都接低电平,以使用户闪存存储器为程序启动区
域。芯片采用J - L i n k模式,也可以进行硬件调试。STM32的电源引脚都接了滤波电容以确保单片机电源的稳定。
STM32F103VET6拥有3个ADC,这些ADC可以独立使用,也可以使用双重模式(提高采样率)。STM32的ADC是12位逐
次逼近型的模拟数字转换器。它有18个通道可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间
断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。STM32的ADC的转换速率为1Mhz,也就是转换
时间为1us(ADCCLK=14M,采样周期为1.5个ADC时钟下得到),不能让ADC的时钟超过14M,否则将导致结果准确度下降。
STM32将ADC的转换分为2个通道组:规则通道组和注入通道组。规则通道相当于运行的程序,而注入通道就相当于中断。在
程序正常执行的时候,中断是可以打断程序正常执行的。同这个类似,注入通道的转换可以打断规则通道的转换,在注入通道
被转换完成之后,规则通道才得以继续转换。
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