基于STM32F103装备数据采集系统的设计.pdf

STM32F103是一种常用的ARM Cortex-M3微控制器，广泛应用于数据采集系统、嵌入式系统、工业自动化等领域。本文主要介绍了一种基于STM32F103微处理器的装备数据采集系统的设计与实现，涉及硬件和软件两个主要部分。硬件部分包括CPU模块、A/D转换模块、采样数据存储模块、无线通信模块、电源模块、预警模块以及键盘模块；软件部分则重点介绍模拟信号、开关信号和累计工作时间的采集模块程序设计。 系统的需求分析是设计过程的起点，涉及到装备动用信息的采集、发电机工作性能、喷洒工艺过程监控、在线混合器和均匀布洒器的使用次数、螺杆泵流量和压力、控制系统使用时间、电动球阀使用次数、车速传感器使用次数等多个方面。 数据采集系统的硬件设计涵盖了多个模块： 1. CPU模块：采用32位的STM32F103微处理器作为核心。 2. A/D转换模块：使用高性能A/D转换器的专用微处理器和外围电路，实现模拟信号到数字信号的转换。 3. 采样数据存储模块：包括FM25C128和AT26DF321两种存储器，用于实时保存采集到的数据信息。 4. 无线通信模块：利用CC2500芯片和收发天线实现数据的无线传输。 5. 电源模块：通过专用电源管理芯片为系统提供稳定的电源。 6. 预警模块：由预警电路和语音模块构成，用于提供预警提示。 7. 键盘模块：由3x8触摸式键盘和键盘管理芯片组成，用于用户指令的录入和系统电源管理。 在软件设计方面，根据采集信号的分类，系统分为模拟信号采集模块、开关量采集模块和累计工作时间采集模块。软件模块程序设计以提高系统的响应速度、降低功耗和成本，同时确保数据采集的实时性和精确性。 实际应用表明，该数据采集系统在成本、功耗和响应速度方面表现出色，能可靠地完成数据自动采集任务，并通过无线通信技术将数据上传至PC机，帮助实现装备信息化管理。这种设计可以明显提升部队装备管理自动化水平，降低人工工作量，提高管理效率，并减少人力、物力和财力的消耗。 通过本项目的设计，可以看出STM32F103在装备数据采集领域的优势，同时也展示了通过模块化设计方法进行硬件开发和软件编程的强大能力。针对数据采集的实时性和精确性问题，通过软硬件的协同设计，能够有效地解决传统装备信息管理中存在的一系列问题，为装备维护和性能监控提供科学的数据依据。