摘要现代社会对于信息的需求越来越大，在一些场合，如环境的实时检测，地点不固定、数据量很大、实时性要求高，而小型便携式数据采集存储系统很好地满足了这些要求。本文基于 STM32 设计并实现了一套小型化、通用化采集存储系统。系统选用 STM32作微处理器，选用三星 K9F1G08U0B NAND Flash 作为存储单元，采用 STM32 内置 ADC 模块采集数据；存储部分采用双缓冲区工作模式保证数据的实时性、完整性和连续性；通过串口来实现数据的回读传输。实现采集、存储控制以及串口通信等功能。具体来说，本文的主要工作如下：1、对基于小型便携式数据采集存储做了全面介绍，对各个功能模块的设计原理和硬件电路实现也做了详细介绍。2、AD 数据采集，Flash 的文件系统存储和动态坏块管理都得到了实现，最终基于CH340 实现了串口通信。3、系统的运行表现经过测试得到检验，试验结果表明系统可靠性和稳定性都很好。41311
毕业论文关键词 数据采集 数据存储 闪存 串口通信
Title The Design of Mini and portable data acquisition and storagesystem
Abstract In modern society, the demand of information is more and more, in someoccasions, such as real-time detection of environment,the changing location ,large amounts of data, real-time demanding, mini and portable data acquisitionand storage system meets the these requirements very well .Based on STM32, a set of mini and universal acquisition and storage systemis designed and implemented .In this System , STM32 is used as the microprocessor,K9F1G08U0B NAND Flash is used as the storage unit and the built-in ADC module ofSTM32 is used to collect data.Storage section works in double buffer mode to ensuredata timeliness, integrity and continuity.The data is read back by using USBtransmission.The collection, storage control and Serial communications arerealized.Specifically, the main work is as follows:1, the overall design of mini portable STM32-based data acquisition and storagesystem is described in detail, design principles and the realization of hardwarecircuit of various functional modules are also described in detail.2, the A/D data acquisition , Flash file system storage and dynamic bad blockmanagement design of Flash are achieved. Finally, Serial transmission is realizedby using the CH340.3, the performance of the system was verified by testing. Test results showthat the system has high reliability and stability.
Keywords Data acquisition Data storage Flash Serial communication
目次
1绪论1
1.1选题背景及研究意义1
1.2国内外研究发展现状1
1.3论文的研究内容及结构安排.1
2系统设计方案.3
2.1系统总体设计.3
2.1.1需求分析与功能设计.3
2.1.2系统总体方案设计.3
3系统硬件电路设计与实现5
3.1系统总体硬件组成5
3.2微处理器选型分析5
3.3模拟数据采集模块设计7
3.4FLASH存储模块设计8
3.5串口通信模块.9
3.6电源模块设计10
4系统软件设计.12
4.1系统软件设计概述12
4.2DMA传输和乒乓缓冲采集存储.12
4.2.1DMA传输.12
4.2.2乒乓缓冲采集存储.13
4.3Flash数据存储设计14
4.3.1坏块动态检测与更新.14
4.3.2Flash存储的写操作15
4.3.3Flash存储的读操作16
4.3.4Flash存储的擦除操作17
4.4上位机程序设计17
4.4.1数据处理程序设计.17
4.4.2数据波形显示与存储程序设计18
5系统功能测试与试验分析19
5.1系统功能测试方案19
5.2系统功能测试结果20
结论21
致谢22
参考文献.23
1 绪论1.1 选题背景及研究意义现代社会对于信息的需求越来越多，随着电子技术的飞速发展，数据采集存储技术开始广泛应用于科学研究、工业自动化、卫星通信、雷达军事、地质勘探、医疗器械等领域[1]。A/D 采集卡或422、485 等总线板卡与计算机、工控机组合起来的数据采集系统最为多见[2]。采用的方案是利用微机的扩展插槽将采集的数据存储在硬盘中。这样的方式的缺点在于体积一般较大，不易携带，不能方便的将数据读取出来。而在一些应用场合，如野外环境调查，警察执法仪拍摄，汽车行驶记录仪等，这种方案就不适用了，要想达到这些应用场合的应用要求，需要对采集存储系统的小型化，便携性，低功耗，脱机功能进行专门的设计。现在市场上出售的便携式脱机数据采集存储系统大部分都专业性强、通用性差、存储容量小、价格昂贵，这就导致了这些产品在实际应用中受到很大的限制[3]。所以高精度、大容量、通用性强、能够脱机操作的数据采集存储系统的研发生产就变得十分紧迫和具有巨大发展前景。目前，单片机经常用来作为数据采集存储系统的微控制器，AD 模数转换模块、Flash存储模块和电源转换模块等其他外围模块都是在单片机的控制下实现各自功能[4]。小型便携式数据采集存储系统如 STM32小型便携式数据采集存储系统设计:http://www.youerw.com/jixie/lunwen_41323.html