基于STC8G8K64U雙通道高速ADC采集板

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：

1. 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：」

「（2）ADC 端口：」

「（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：」

1. 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