摘 要本课题基于stm32嵌入式系统实现数据采集，数据采集系统主要使用stm32主控板来采集led小灯状态，按键状态以及陀螺仪姿态采集并且解算出陀螺仪姿态角。stm32控制芯片通过采集小灯和按键数据把小灯和按键的状态显示在led屏上，再通过采集陀螺仪数据平且通过一定的计算把陀螺仪的姿态角显示在led显示屏上。在硬件层面上该系统以stm32微控制器作为主控芯片，结合led小灯，按键，陀螺仪等元器件构成系统硬件电路，在软件层面选择C语言编写STM32微控制器的编程语言，根据各项功能指标设计不同的算法，通过在微处理器运行实现对各个模块的驱动。以达到各项预定功能指标，通过多次的调试运行让系统能够稳定正常的运行。
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 引言 1
1.1 选题背景和研究意义 1
1.2 设计要求 2
2 数据采集系统硬件设计 3
2.1 硬件方案设计 3
2.2 硬件电路设计 3
2.2.1 STM32F103C8T6核心板电路设计 3
2.2.2 MPU6050倾斜度角度传感器模块电路设计 4
2.2.3 按键电路设计 5
2.2.4 LCD显示电路设计 6
2.2.5 蜂鸣器报警电路设计 7
3 数据采集系统程序设计 9
3.1 STM32程序开发工具简介 9
3.1.1 编程语言的选择 9
3.1.2 Keil程序开发环境介绍 9
3.2 系统程序设计 10
3.2.1 主程序设计 10
3.2.2 MPU6060数据采集程序设计 11
3.2.3 显示程序设计 12
3.2.4 按键程序设计 13
4 数据采集系统调试 15
4.1 数据采集系统的实物制作 15
4.2 程序下载 15
4.2.1 单片机程序烧录软件介绍 15
4.2.2 CH340串口程序烧写模块介绍 16
4.3 调试结果分析 17
5 结论 20
参考 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072# 
文献 21
致谢 23
附录 24
附录一：原理图 24
附录二：元器件清单 24
附录三：程序 25
1 引言
1.1 选题背景和研究意义
随着电子技术的发展，电子产品无论在工作中还是生活中，已经成为不可替代的工具，而无论是科研领域还是教学领域，数据的采集都是嵌入式系统必不可少的功能。在自然界中，有很多的物理量，比如温度、湿度、光照度、重量、压力、空气的质量、水质、以及一些化学量如PH值等，都需要借助仪器仪表来完成测量。通过仪器仪表的测量，将这些物理量的数据通过电子信号进行量化，可以通过嵌入式实现系统的精确控制，因此，目前传感器技术一直在向更高的精度、更智能化的方向发展。
角度以及重力加速度物理量的测量更是应用在很多的科研领域，比如航空飞行器，其需要高精度的角度以及重力加速度来判断飞行器的姿态，通过角度与重力加速度的测量来判断飞行器的姿态，然后通过这些数据对飞行器进行更加精确的控制。还有在建筑行业的水平仪，这些都是对角度的测量的应用，通过测量角度来确定建筑平面的水平和垂直。而我们的日常必备的手机，都搭载了角度和重力加速度的测量模块，通过角度和重力加速度可以实现手机的横屏和竖屏控制，同时也可以通过加速度的测量记录每天的步数。通过以上案例，可以看到，角度和加速度的数据采集，在各个行业有着很广泛的应用前景。
目前，常用的角度和加速度传感器种类比极多，比如加速度传感器，其获取的三轴的加速度，包含了重力的影响，一般提供±2G到±16G的测量范围。还有专门测量方向的磁力传感器，返回XYZ三轴的磁场数据，磁力数据是由电子罗盘来提供的。还有方向传感器，返回数据是三轴的角度数据。这些传感器根据应用的场合不同，应用在科研、教学、医疗、航空航天等各个领域。因此本设计设计一款基于STM32单片机的数据采集系统，通过对角度以及加速度的数据采集，掌握加速度传感器和角度传感器的测量原理以及使用方法，通过对单片机系统的开发，掌握STM32单片机在嵌入式系统中应用，通过本次毕业设计，将自己本专业的学习的知识，通过实践，查验自己知识与应用的掌握能力，并在设计过程中，通过对遇到的问题解决提升自己发现问题解决问题的能力，为后续步入社会和工作打下基础。
1.2 设计要求
本系统是通过本平台对传感器数据进行采集，通过数据采集系统验证数据采集的正确性，本课题主要采集的数据包含三轴的加速度和三轴的角度。硬件方面主要由STM32F103C8T6单片机核心板、LCD1602液晶显示、三轴加速度MPU6050传感器、按键、蜂鸣器报警及电源组成。
1、单片机获取MPU6050传感器模块的数据，LCD1602液晶显示三轴X、Y、Z角度的值。
2、通过按键可以设置三轴X、Y、Z角度的阈值。按下设置键对应数据前面有字符显示，表示设置该阈值，加减键对该值进行操作。
3、如果三轴X、Y、Z角度有任何一组超过设定的阈值，则蜂鸣器报警，否则停止报警。
4、设置的阈值具有掉电不丢失功能。
2 数据采集系统硬件设计
2.1 硬件方案设计
本课题需要对角度以及加速数据进行测量，因此采用三轴加速度传感器进行数据测量，首先单片机的接口对数据进行读取和计算，将读取后的数据通过LCD显示器进行显示，然后对三轴的角度进行阈值设置，当三轴的角度某个值超过设定阈值的时候报警，设置参数通过键盘实现，报警装置则采用蜂鸣器实现，数据采集系统的整体硬件方案如图21所示。


图21 数据采集系统硬件方案
2.2 硬件电路设计
2.2.1 STM32F103C8T6核心板电路设计
STM32是有意法半导体公司设计生产的一系列基于ARM架构的32位单片机，其使用最新的也是最先进的CortexM3内核，可以实现实时仿真调试和跟踪，由于其较低的功耗、实时调试仿真、最大程度的集成等优点，从而可以快速的进入市场。同时STM32集成了丰富的接口，可以通过少量的管脚和存储空间使用到更多的存储以及更多的存储空间的扩展，并且全系列对引脚、外设和软件都有很高的兼容性，因此可以在不改变原始框架以及软件的条件下，将应用升级到更大的存储空间或者可以降级到较少的使用空间，这样可以灵活的对系统的成本和控制性能进行平衡设计，提高开发的效率，同时提高产品的竞争力。

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