论文总字数：27672字

摘 要

因为工业生产生活的实际需要，所以对电压数据采集系统的可靠性、精确性、实时性提出了更高的要求。传统电压数据采集系统已经不能满足实际的电压测量与管理，所以提出了一种基于STM32的远程电压采集发送模块。

在本课题中，主要目的是能顺利采集-12V至12V电压，并发送给接收端，确保成功接收到数据。为了达到要求，首先需要收集国内外资料，了解现有技术的优缺点，并提出总的设计方案；学习相关硬件软件的开发平台，分析各个模块的需求，完成对各个模块的软件编写，并结合硬件进行调试，最后与接收端进行联合测试。

本课题应该保证电压采集模块可以正常采集指定范围的正负电压值，通过程序处理获取测量电压值，同时要保证无线发送模块能正常向接收端发送数据，在收到接收端的应答信息后能自动进入下一次数据发送。根据实际需要，还能为系统添加额外的功能。

关键词：模数转换；数字滤波；STM32

Design and Implementation of Remote Voltage Acquisition and Transmission Module

Abstract

Because of the actual needs of industrial production and life, so the voltage data acquisition system reliability, accuracy, real-time put forward higher requirements. The traditional voltage data acquisition system can not meet the actual voltage measurement and management, so put forward a STM32-based remote voltage acquisition and transmission module.

In this subject, the main purpose is to successfully collect -12V to 12V voltage, and sent to the receiver to ensure the successful reception of data. In order to meet the requirements, we need to collect the domestic and foreign information, understand the advantages and disadvantages of the existing technology, and put forward the overall design program; learning related hardware software development platform, analysis of the needs of each module to complete the various modules of the software, Hardware debugging, and finally with the receiver for joint testing.

This topic should ensure that the voltage acquisition module can normally collect the positive and negative voltage values ​​of the specified range, obtain the real value of the data through the program, and ensure that the wireless transmission module can send the data to the receiver at the same time, after receiving the response information of the receiving end Go to the next data transmission. According to the actual needs, but also for the system to add additional features.

Key Words：Analog - to - digital conversion；Digital filtering；STM32

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 设计的目的与意义 1

1.2 目前相关技术的发展情况 1

1.2.1 国内研究 1

1.2.2 国外研究 2

1.3 本文安排 2

第二章 设计原理 4

2.1 模块设计 4

2.1.1 电压采集模块 4

2.1.2 无线发送模块 4

2.2 数据采集 4

2.3 发送端与接收端 4

2.4 ADC模数转换 5

2.5 抗干扰 6

2.5.1 I/O口干扰 6

2.5.2 电源干扰 7

2.5.3 上下电干扰 7

2.5.4 数字滤波 7

2.6 系统框图 8

第三章 硬件设计介绍 9

3.1 STM32F103 mini开发板 9

3.1.1 STM32F103芯片 9

3.1.2 可支持外设 10

3.2 模数转换器 10

3.2.1 原理概述 10

3.2.2 重要参数 11

3.3 通信接口 12

3.4 信号调理电路 13

3.5 无线通信模块 15

3.6 供电模块 16

第四章 软件设计 18

4.1 软件介绍 18

4.1.1 Keil 4 18

4.1.2 J-link 18

4.2 程序总体设计 19

4.3 ADC函数 20

4.4 无线发送模块函数 21

第五章 软硬件调试 23

5.1 硬件调试 23

5.2 软件调试 23

5.2.1 ADC函数调试 23

5.2.2 联合调试 25

5.3 软硬件改进 25

5.3.1 硬件改进 25

5.3.2 误差减小 26

5.3.3 多点发送预留机制 26

5.3.4 数据发送优化 27

5.3.5 LED灯 28

第六章 总结与展望 29

6.1 论文总结 29

6.2 课题展望 30

参考文献 31

附录 部分关键代码 33

致谢 40

绪论

设计的目的与意义

近年来，电子技术飞速发展，因此在工业上对电压数据的测量更为严格，电力检测管理的基本在于电压数据采集，在方方面面电压数据采集都发挥着重要的作用。由于工业上以及生活上的需要，因此对电压数据采集系统有三个严格的要求——实时性好、精确度高、可靠性强。

传统的数据采集系统精度低，实时性差，可采集的信息量少，这是因为在过去受技术的限制——存储空间有限，通信接口限制^[1]。时至今日，传统的数据采集系统已无法满足实际的电压测量，在管理上也不方便。

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