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测试计量技术及仪器
2014 年 5 月 23 日
图书分类号 UDC
TN431.2
密级
非密
硕
士
学
位

论
文
基于 STM32 的数据采集存储系统的设计与实现
赵圣飞
指导教师(姓名、职称) 申请学位级别 专业名称 论文提交日期 论文答辩日期 学位授予日期 论文评阅人 答辩委员会主席 年 年 年
李永红教授 工学硕士 测试计量技术及仪器 月 月 月 日 日 日
分类号：TN431.2
单位代码：10110 学 号：s20110301
基 于
STM32
中 北 大 学
硕 士 学 位 论 文
的 数 据 采 集 存 储 系 统 的 设 计 与 实 现 赵 圣 飞 中 北 大 学
基于 STM32 的数据采集存储系统 的设计与实现
硕士研究生 指导教师 学科专业
赵圣飞 李永红 教授
Key words: STM32, Data acquisition, Data storage, USB Communication, Reliability
中北大学学位论文
目 录
1 绪论 ........................................................................................................................................ 1 1.1 课题来源、研究目的及意义 ........................................................................................... 1 1.2 国内外研究现状 ............................................................................................................... 2 1.2.1 国外研究现状 ........................................................................................................ 2 1.2.2 国内研究现状 ........................................................................................................ 4 1.2.3 发展趋势 ................................................................................................................ 5 1.3 主要研究内容及章节安排 ............................................................................................... 6 2 系统设计方案及关键技术研究 ............................................................................................. 8 2.1 系统总体设计 ................................................................................................................... 8 2.1.1 系统设计技术指标 ............................................................................................... 9 2.1.2 系统主控单元及相关接口 .................................................................................... 9 2.1.3 系统总体设计概述 .............................................................................................. 10 2.2 需解决的关键技术问题 ................................................................................................. 11 2.2.1 系统采样时序控制和状态转换 .......................................................................... 11 2.2.2 系统重复上电和特殊存储要求设计 .................................................................. 12 2.2.3 多串口数据的接收与存储 .................................................................................. 14 2.2.4 USB 接口数据传输设计 ..................................................................................... 15 2.2.5 系统抗干扰性设计 .............................................................................................. 17 2.2.6 系统结构可靠性设计 .......................................................................................... 18 3 系统硬件电路设计与实现 ................................................................................................... 20 3.1 系统总体硬件组成 ......................................................................................................... 20 3.2 模拟数据采集模块设计 ................................................................................................. 20 3.2.1 信号调理电路设计 ............................................................................................. 21 3.2.2 看门狗触发电路设计 ......................................................................................... 21 3.3 数字量采集模块设计 ..................................................................................................... 22
关键词：STM32，数据采集，数据存储，USB 通信，可靠性
中北大学学位论文
Design and Realization of Data Acquisition and Storage System based on STM32 Abstract
From the initial system scheme demonstration to the development of each stage and final qualification test, for various types of aircrafts and weapon systems, there is the need for acquiring and storing a lot of data information, which including vibration during flight testing, overload, speed and other parameters, the power parameters of each system module, state parameters, control and the image position. Through a comprehensive analysis of this information, it provides a way to evaluate the correctness of the guidance strategy and the merits of the system performance, thus completing constant improvement of the system scheme. And to obtain such target, the acquisition and storage system that could record data parameters during the flight test procedure should be mounted on these aircrafts and weapon systems. On the basis of theory research for data acquisition and storage system and design principles for engineering system, and for technical specifications of a certain kind of flight measurement system, this thesis is intended for a data acquisition and storage system based on STM32, which uses Samsung K9F1G08U0C NAND Flash as the medium for storage, USB interface to realize the communication between the hardware and PC. It achieves the acquisition and storage for 16 channel analogy signals, 4 channel RS422 digital signals and 1 TTL signal. And it also accomplishes the data-reading, unpacked analysis and graphical display after the flight test. This thesis first analyzes the overall design scheme of the data acquisition and storage system, key technology and its solution. And it elaborates the design method of constituent modules for hardware in detail and outputs the circuit design and detail description from the aspect of the acquisition of analogy signal channel, digital signal conversion and receiving, power supply conversion, main control, Flash storage, trigger judgment and working mode