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基于STＭ32单片机的数据采集

系统

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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Ｌ

ＯＧＯ,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：PL23０3SＡ

3．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10KΩ

7.ＩＩC接口６轴陀螺仪传感器:MPＵ-6050

8.IIC接口0．9６寸1２８ｘ6４点阵单色OLＥD

9.ＨC0５蓝牙2.0通信模块

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MＤK

2.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ISP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