基于STM32单片机的信号采集与测量电路制造技术

本实用新型专利技术涉及信号采集与测量电路领域。基于STM32单片机的信号采集与测量电路，包括信号发生电路、衰减选择电路、信号抬升电路、信号采集及显示电路。信号发生电路，包括ICL

【技术实现步骤摘要】
基于STM32单片机的信号采集与测量电路


[0001]本技术涉及信号采集与测量电路领域。

技术介绍

[0002]目前，国内外便携式数据采集系统发展十分迅速，东南大学研发的PocketLab系列电子测量仪器，可测0
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10KHZ双通道信号，电压测量精度可达1mv，且方便携带和操作，让学生随时随地做电路实验成为可能，但参考价格为1000元。上海硬木课堂公司生产的EPI
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m204系列示波器拥有四通道20MSPS采样频率，带宽可达10MHZ，性能优越，适合便携使用，但淘宝价格为1480元左右，不太适合在学生中进行普及使用。
[0003]目前市场上的多路数据采集和测量系统价格较高，不适合普通学生大面积购买和推广使用。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是：如何提供一种低成本的多路波形数据采集与测量电路。
[0005]本技术所采用的技术方案是：基于STM32单片机的信号采集与测量电路，包括以下电路：
[0006]信号发生电路，包括ICL
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8038芯片，作为ICL
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8038芯片的信号频率控制端的10引脚并联连接12端口的J8插座的6个输入端，J8插座的6个并联输出端分别与6个不同容量的电容的一端一一对应相连，6个不同容量的电容的另一端共同连接到5V电源负极，ICL
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8038芯片的6引脚连接5V电源正极，ICL
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8038芯片的11引脚连接5V电源负极，作为ICLr/>‑
8038芯片的正弦波输出端的2引脚连接双排插座SW4的4引脚，作为ICL
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8038芯片的三角波输出端的3引脚连接双排插座SW4的3引脚，作为ICL
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8038芯片的方波输出端的9引脚连接双排插座SW4的1引脚，双排插座SW4的2引脚连接单排插座U11的3引脚，单排插座U11的其它引脚都接地；
[0007]衰减选择电路，包括电压跟随器和电阻分压电路，电压跟随器为第一TL084CDR芯片，电阻分压电路由第一电阻、第二电阻、第三电阻依次串联而成， 第一TL084CDR芯片的正向输入端5引脚连接双排插座SW4的8引脚、7引脚、5引脚，第一TL084CDR芯片的反向输入端6引脚与输出端7引脚构成负反馈连接后共同连接到第一电阻的一端和SW1开关的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和SW2的一端开关，第二电阻的另一端连接第三电阻的一端和SW3开关的一端，第三欧姆电阻的另一端接地；
[0008]信号抬升电路，包括第二TL084CDR芯片构成的减法电路，第二TL084CDR芯片运算放大器的同相输入端10引脚连接SW1开关的另一端、SW2的另一端、SW3的另一端，第二TL084CDR芯片的反向输入端9引脚连接RP1滑动变阻器的一端、第四电阻的一端、第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接5V电源负极，RP1滑动变阻器的另一端和中间抽头接地，第四电阻的另一端连接第二TL084CDR芯片的输出端8引脚；第四电阻阻值为1K欧姆，第五电阻阻值为3K欧姆，RP1滑动变阻器最大阻值为10K欧姆。
[0009]信号采集及显示电路，包括STM32单片机和智能屏，STM32单片机的34引脚连接第二TL084CDR芯片的8引脚，STM32单片机和智能屏通过串口方式连接，其中智能屏的1引脚接地、智能屏的2引脚与STM32单片机的69连接、智能屏的3引脚与STM32单片机的70引脚连接、智能屏的4引脚接5V电源正极、智能屏的5引脚与STM32单片机的73引脚连接、智能屏的6引脚与STM32单片机的74引脚连接、智能屏的7引脚与STM32单片机的75引脚连接、智能屏的8引脚与STM32单片机的76引脚连接、智能屏的9引脚与STM32单片机的77引脚连接、智能屏的10引脚与STM32单片机的78引脚连接。
[0010]6个不同容量的电容的容值分别为3.3uF、0.33uF、0.033uF、3300pF、330pF、22pF；对用的频率分别为48mHz～38Hz、500mHz～130Hz、14mHz～1.2kHz、140mHz～11kHz、1kHz～110kHz、20kHz～350kHz。
[0011]第一电阻的阻值为3000欧姆，第二电阻的阻值为1800欧姆，第三电阻的阻值为1200欧姆；构成的分压比分别为
÷
1、
÷
2、
÷
5。这里电压跟随器主要起到了提高输入阻抗，降低输出阻抗的作用。
[0012]STM32单片机型号为STM32F103ZET6。
[0013]智能屏采用淘晶驰公司生产的智能屏。
[0014]本技术从价格、便携性、功能丰富度角度出发，设计了一种低成本的多路波形数据采集与测量电路。
附图说明
[0015]图1是本技术信号发生电路电路示意图；
[0016]图2是本技术衰减选择电路示意图；
[0017]图3是本技术信号抬升电路示意图；
[0018]图4是本技术信号采集及显示电路示意图。
具体实施方式
[0019]基于STM32单片机的信号采集与测量电路，包括如下电路：
[0020]电源，本实施例采用
±
5V和3.3V的电源供电，其中
±
5V电源采用E05005S
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2W芯片提供，USB的5V电源经过E05005S
‑
2W芯片转换成
±
5V，3.3V的电源则由AMS117
‑
3.3芯片提供，其中反馈电容的作用就是防止断电后出现电压倒置以及抑制自激振荡。
[0021]信号发生电路，主要由ICL8038构成，ICL8038的供电采用5V供电方式，其中6引脚接入5V正电压，11引脚接入
‑
5V电压，而引脚2、3、9分别为芯片的正弦波、三角波、方波输出端，芯片的10引脚为信号频率控制端，这个引脚需要接入不同的电容，这里接了一个具有12个端口的J8的插座，其中，J8插座中的1、3、5、7、9、11端口短路连接后，并于ICL8038输出引脚进行连接，J8插座中的2、4、6、8、10、12端口分别于电容3.3uF、0.33uF、0.033uF、3300pF、330pF、22pF的一个引脚连接，电容的另一引脚接
‑
5V电源，这里一共设置了6个档位带电容，对用的频率分别为48mHz～38Hz、500mHz～130Hz、14mHz～1.2kHz、140mHz～11kHz、1kHz～110kHz、20kHz～350kHz；另外，ICL8038的输出引脚分别与双排插座SW4连接，这里SW4的4引脚和ICL8038的2引脚相连为正弦波输出信号，SW4的3引脚和ICL8038的3引脚相连为三角波输出信号，SW4的1引脚和ICL8038的9引脚相连为方波输出信号，实际使用时使用跳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于STM32单片机的信号采集与测量电路，其特征在于：包括以下电路：信号发生电路，包括ICL
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8038芯片，作为ICL
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8038芯片的信号频率控制端的10引脚并联连接12端口的J8插座的6个输入端，J8插座的6个并联输出端分别与6个不同容量的电容的一端一一对应相连，6个不同容量的电容的另一端共同连接到5V电源负极，ICL
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8038芯片的6引脚连接5V电源正极，ICL
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8038芯片的11引脚连接5V电源负极，作为ICL
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8038芯片的正弦波输出端的2引脚连接双排插座SW4的4引脚，作为ICL
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8038芯片的三角波输出端的3引脚连接双排插座SW4的3引脚，作为ICL
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8038芯片的方波输出端的9引脚连接双排插座SW4的1引脚，双排插座SW4的2引脚连接单排插座U11的3引脚，单排插座U11的其它引脚都接地；衰减选择电路，包括电压跟随器和电阻分压电路，电压跟随器为第一TL084CDR芯片，电阻分压电路由第一电阻、第二电阻、第三电阻依次串联而成， 第一TL084CDR芯片的正向输入端5引脚连接双排插座SW4的8引脚、7引脚、5引脚，第一TL084CDR芯片的反向输入端6引脚与输出端7引脚构成负反馈连接后共同连接到第一电阻的一端和SW1开关的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和SW2的一端开关，第二电阻的另一端连接第三电阻的一端和SW3开关的一端，第三欧姆电阻的另一端接地；信号抬升电路，包括第二TL084CDR芯片构成的减法电路，第二TL084CDR芯片运算放大器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞存锁，邓致远，杨崇霖，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：新型
国别省市：