基于STM32f103的柔性测量仪的开发开题报告

1. 研究目的与意义

本课题的研究目的是以stm32f103芯片为基础，设计一套基于嵌入式系统的数据采集显示模块。

stm32f103系列芯片是新型的32位嵌入式微处理器，它是不需要操作系统arm，其性能远高于51系列单片机，但开发过程与51系列 单片机一样简便。

它无需操作系统，可以像单片机一样使用keil c语言进行编程，极大的减少开发工作量。

2. 国内外研究现状分析

在西方国家，数据采集技术发展迅速，主要变化概括为功能多样化，体积微小化，使用方便化三个方面。

美国entek公司的sttrack,还具有用户定义的六段频率分析，利用三维瀑布图作开停车分析和利用波德图作动态特性分析等特殊功能,因此，既是一台数据采集仪器，又是一台功能较全的分析仪，它不仅具有常用的时域波形和fft分析功能，而且可以作为倒谱细化包络谱时频域平均的采集器；法国迈威公司的movilog数据采集器，就可作为一台动平衡仪器使用，因此，不但可作单一平面的动平衡，也可作复杂的六个平面的动平衡既是采集器,又可兼作其它仪器用；fasttrack数据采集器所配套的motormonitor软件，是交流感应电机故障诊断专家系统，它测量频带宽，储存量大，能适应机器从低速到高速的各种监测需要，可利用振动传感器和过程传感器输入多种物理量，如振动加速度、位移、相位、转速、温度、压力和流量等，形成多参数监测系统。

在国内，经过近年来广大工矿企业用户的现场使用，质量稳定，工作可靠，基本上已达到国外数据采集器的中期水平，但是,国产数据采集器和目前国外数据采集器相比,在技术水平上尚有一定差距，主要表现为：由于受国产振动传感器技术水平的限制，分析频率范围不宽，对0-5hz间的低频和10khz以上高频的分析还不能满足，这给一些低速的机器或轴承的故障诊断带来了困难；国内大部分采集系统采用的都是工控机加采集板模式，比较笨重，灵活性差,不易扩展，而且功能单一,成本较高；由于数据采集器的内存不大，数据采集器本身的信号分析处理能力不强，在现场只能作一些简易的诊断，精密诊断需离线到计算机上去分析，现场精密诊断的功能较弱；配套的软件水平仍在设备维修管理和基本频谱分析范围内徘徊，缺乏机器故障诊断专家系统，有些软件人机界面不太良好。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容：本课题的研究目的是以stm32f103芯片为基础，设计一套基于嵌入式系统的数据采集显示模块。

该采集控制系统中，采集控制按键来控制整个系统是否采集模拟信号。

当需要进行数据采集时，通过采集控制按键启动这个系统，stm32f103自带的a/d转换器把模拟信号转换成数字信号；同时系统配置了存储器和液晶屏，分别用以存储采得的数据和显示采得的数据。

4. 研究创新点

1、采用基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器，集成化程度更高；2、STM32f103芯片带有DMA功能的外设通讯接口，无需CPU等待和干预数据接收，带有512K的内存可以存储数据，同时强大的计算能力可以可以对数据进行处理并显示出来，因此以STM32f103芯片为核心的数据采集A/D转换系统不仅具有较高的转化精度，而且有较高的转换速度；3、无需操作系统，可以像单片机一样使用Keil C语言进行编程，极大的减少开发工作量；4、该柔性测量仪外围接口电路丰富，实现良好的人机交互界面， 具价格低廉，性价比较高，而且体积小，功耗小，外围接口丰富且软硬件可裁剪等这些优点，使得STM32f103在多种领域如测量系统方面显示出强大的发展潜力；5、软件采用嵌入式实时操作系统，更多地将功能由软件实现，灵活方便，扩展性强，功能丰富。