基于STM32单片机的数据采集系统.pdf

【STM32单片机数据采集系统概述】 STM32单片机被广泛应用于数据采集系统的设计中，因其高效能、低功耗的特性而受到青睐。本项目旨在基于STM32F103C8T6单片机构建一个功能完备的数据采集系统，该系统具备数据采集、显示、传输、存储和分析的能力。以下是系统的主要功能： 1. **启动与主界面**： - 系统上电时，4个LED灯闪烁1秒，OLED显示屏显示学号、姓名和杭电LOGO，1秒后进入主界面，显示系统名称和功能菜单。 - 用户可通过K1和K2键上下选择功能，K3键确定进入，K4键用于返回主界面。 2. **系统测试界面**： - 此界面用于测试系统的各项功能，4个LED灯显示流水灯效果，OLED屏幕以图形方式显示LED状态、按键状态、AD采样数据和MPU6050陀螺仪的原始数据。 - 内容过多时，用户可以通过K1和K2键翻页查看。 3. **陀螺仪姿态解算界面**： - 解算出的MPU6050姿态角（俯仰角、横滚角和航向角）精确到0.1°，并在OLED屏幕上显示。 - 用户可以利用某一度数控制LED灯亮度（100%-0%可调）。 4. **数据传输界面**： - 定时向两个串口发送数据，OLED显示发送间隔、数据格式、发送计数和接收字节计数。 - K1键调整发送间隔，K2键切换数据格式，K3键启动或暂停数据上传。 5. **数据接收应用**： - 设计安卓APP接收蓝牙模块上传的数据，显示LED状态、按键状态、AD采样数据和姿态角度。 - 若无安卓设备，可用自编PC软件通过USB串口接收数据。 6. **硬件系统组成**： - STM32F103C8T6单片机，8MHz晶振。 - USB转串口芯片PL2303SA，LDO电源AMS1117，LED，按键，可调电阻，MPU-6050陀螺仪，OLED屏幕，HC05蓝牙模块。 7. **软件系统**： - 使用KEIL(ARM)的MDK作为IDE，HAL+STM32CubeMX替代寄存器操作或标准外设库。 - 软件调试可使用串口ISP下载或调试器下载，常用工具如Flash Loader Demonstrator、mcuisp、FlyMcu和sScOM等。 8. **软件设计**： - 采用FreeRTOS操作系统，划分多个任务，如数据采集、上传、按键处理和界面显示。 - 数据采集和上传任务负责MPU6050数据采集和上传，按键任务处理按键输入，显示任务更新OLED屏幕。 9. **功能测试与上位机对接**： - 系统需满足基本功能要求，并完成与PC上位机的连接，确保数据传输的正确性和稳定性。 这个基于STM32的系统设计涵盖了嵌入式系统开发的多个方面，包括硬件设计、软件编程和通信协议的应用，是学习和实践物联网、嵌入式系统开发的一个典型实例。