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多路数据采集系统的设计与实现

发布时间:2020-06-30 19:02:53 阅读: 来源:脱模剂厂家

摘要:设计了一个基于ARM芯片的多路数据采集系统,可以实现对8路数据的采集,信号的采集方式可以是单路采集也可以是多路循环采集,控制信号可通过触摸屏或上位机控制输入,数据采集的结果以数字和图形的方式在液晶屏上实时显示。经软硬件综合调试,验证了方案的可行性。关键词:数据采集;ARM;液晶显示器;A/D转换;STM320 引言 随着物联网技术的发展与应用,A/D数据采集是其中一项重要的研究课题,A/D多路采集系统实现方案可以多种,通过对三种实现方案进行比较,最终采用STM32系列ARM芯片进行设计。STM32是基于ARM Cortex-M3内核的32位处理器,具有杰出的功耗控制以及众多的外设,并具有极高的性价比,目前正逐渐抢占了电子领域原有的51、AVR的市场。本设计中采用STM32F103RBT6作为主控制器,该芯片配置丰富,便于今后的系统功能扩展。1 方案比较与论证 为实现多路数据采集要求,提出如下三种设计方案: (1)基于单片机的数据采集系统 本方案采用双单片机的方法,即在数据采集的远端、近端均采用单片机控制,远端完成数据的采集、抽样、发送;近端完成数据的接收、校验、处理和显示等,键盘控制数据显示。在近端与远端的通信中,采用RS 485差分方式接口,以提高通信速度与传输距离。该方案存在不足之处是:A/D接口和RS 485接口编程不方便,采集信号的频率范围和速率较低,实用性不大。 (2)基于CPLD的数据采集系统 采用CPLD对A/D芯片的采集控制,通过USB接口传输给上位机,优点是可以实现高的采集速率和采集精度,有着较大的实用性,但难点之处是CPLD对A/D模块的控制,及单片机对USB的配置。 (3)基于ARM的数据采集系统 本方案主控器采用STM32系列的ARM芯片,方案如图1所示。

本文引用地址:

此方案中A/D转换器为ARM芯片内置,采集的方式、起始时间和持续时间由上位机通过RS 232口控制,数据通过USB接口传输至上位机保存。考虑到使用笔记本作为控制上位机时没有232接口,使用USB转232的电缆提供RS 232控制信息。 由于A/D芯片内置,芯片价格也便宜,电路设计较前面的简单,且ARM自带的A/D采集方式多样,并可以通过配置ARM芯片内相应的寄存器就可以实现,因此实现简便。考虑到后面的扩展需要和应用的广泛与实用性,本设计采用此方案。

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