基于STM32单片机的数据采集系统方案.doc
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2021-12-20
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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
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
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