設計采集板的目標
設計基于 STC8G8K64U 單片機的高速 ADC 采樣板,可以為普通的電路實驗提供快速波形采樣的模塊。
該模塊也可以應用于全國大學生智能車競賽聲音信標組數(shù)據(jù)采集實驗中,作為向同學們介紹的解決方案,明天給出相應實驗結果。
設計采樣板的技術指標:
- 采樣頻率:10kHz;采樣通道:2 通道采樣信號:0~5V,數(shù)據(jù)位 12bit。外部數(shù)據(jù)接口:(1)UART2 通過 USR-WiFi 接口發(fā)送到局部無線網(wǎng);(2)通過串口 UART1 通過調(diào)試器將數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)試界面;
電路板設計
1. 原理圖設計
▲ 原理圖設計
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對外接口定義:
「(1)ISP 端口:」
序號 | 管腳名稱 | 功能 |
---|---|---|
1 | VCC | +5V 電源 |
2 | GND | 電源地線 |
3 | TXD | 連接 UART1-TXD |
4 | RXD | 連接 UART1-RXD |
「(2)ADC 端口:」
序號 | 管腳名稱 | 功能 |
---|---|---|
1 | ADC0 | 模擬輸入端口 0 |
2 | ADC1 | 模擬輸入端口 1 |
3 | ADC2 | 模擬輸入端口 2 |
4 | GND | 信號底線 |
「(3)WiFI UART 接口:」詳見電路原理圖的 PCB 的管腳定義。
2. PCB 版圖設計
▲ PCB 板圖設計
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▲ 焊接之后的電路板
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▲ 安裝有 WiFi-UART 模塊后的電路板
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3. 電路軟件調(diào)試
「(1)單片機的硬件配置:」
由于配置 STC8H8K 工作在 48MHz,提高單片機運行速度。
▲ 單片機硬件配置
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「(2)串口波特率配置:」
- UART1:配置波特率 115200 ,這與下載器上的 PL2303 可以使用的波特率相匹配;UART2::配置的波特率為 460800,這與 WiFi-UART
▲ 硬件連接調(diào)試
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「(3)配置 WiFI-UART:」
STEP1:使用手機,或者平板電腦,選擇 USR-WIFI232-T-191 無線網(wǎng)關,登錄 10.10.100.254 地址。在登錄界面輸入用戶名和密碼都是「admin」。
▲ 無線登錄界面
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STEP2:按照下面的設置,設置 WIFI-UART 模塊的工作參數(shù)。
「STA 設置:」
▲ STA 設置
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「AP 設置:」
▲ AP 設置
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「網(wǎng)絡設置:」
▲ 網(wǎng)絡設置
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「串口設置:」
▲ 串口設置
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「設置后的系統(tǒng)信息:」
▲ 設置后的系統(tǒng)信息
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4. 軟件命令
模塊通過 UART1(115200),UART2(460800)接收字符命令,分別輸出采集的結果以及重新開始新的采集過程。具體的功能可以參見下面一段程序:
????if(strcmp("hello",????????????????(char?*)STD_ARG[0])?*?0)
????????printf("%s?is?ready?!rn",?VERSION_STRING);
????else?IFARG0("adc")?{
????????g_nADBufferPoint?=?0;????????
????????TIME3_INT_ENABLE;????????
????}
????else?IFARG0("buf")?{
????????sscanf(SDA(1),?"%d",?&nStart);
????????sscanf(SDA(2),?"%d",?&nLength);
????????
????????nCheck?=?0;
????????for(i?=?0;?i?<?nLength;?i?++)?{
????????????nNumber?=?g_nADBuffer[i?+?nStart];
????????????UART2SendChar((unsigned?char)(nNumber?>>?8));
????????????UART2SendChar((unsigned?char)(nNumber?&?0xff));
????????????nCheck?+=?nNumber;
????????}????????
????
????}?else?IFARG0("sf")?{
????????SendChar(0x0);
????????for(i?=?0;?i?<?AD_BUFFER;?i?++)?{
????????????printf("%d?",?g_nADBuffer[i]);
????????}
????????printf("rn");
????????g_nADBufferPoint?=?0;
????????TIME3_INT_ENABLE;????
????}
?
5. PYTHON 獲取數(shù)據(jù)程序
過 PYTHON 編程,可以從 WiFi 獲取采集板的 8k 數(shù)據(jù)。
具體的程序可以在 CSDN 對應的博文中看到。
模塊測試性能
1. 數(shù)據(jù)傳送時間
通過 WiFi-UAR 收到 4096(8192 bytes)數(shù)據(jù)為 0.489s 左右。
下圖是對兩路正弦波采集到的數(shù)據(jù)波形:
▲ 兩個通道采集的波形