基于STM32的多路电压采集的设计与实现

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。

电压的测量最为普遍性，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，是整个设计的核心。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。其输入时钟最大可达到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模块不仅作为核心控制器，还包括ADC设备，它主要包括STM32最小系统电路。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，还有用于程序下载调试的J-Link接口电路和电源电路等。

3.1、STM32最小系统

本模块主要介绍STM32芯片和设计中用到的外设模块。

STM32最小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-Link下载模式，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。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。

本设计中ADC采集的数据使用DMA进行传输，以达到高速实时的目的。

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利用单片机实现多路电压信号采集系统的设计-原文链接： 
http://www.52solution.com/knowledge/5647.html