基于STM32的AD采集与SD卡数据存储

基于STM32的AD收集和SD卡数据存储摘要：设计基于STM32的AD信号采集和存储在SD卡上的相关信息采集系统。使用计算机软件将SD卡的文本格式数据信息转换为EXCEL格式，可以方便地查看信息，在实际工程中具有很高的应用价值。关键字：STM32；SD卡数据存储中途分类编号：TP391单据标识代码：a单据编号：1009-3044(2016)12-0235-03Abstract:Based on STM32，Designing an analog to digital acquisition and related information will be collected on the SD card storage systemusing computer software to convert The text format data on The SD card into excel format，user-friendly information query has a high value in The askey words:STM32；Sd卡数据存储随着工业自动化的发展，控制设备在各个领域得到了广泛应用。在一个控制系统中，外部世界的传感器相当于一个系统的“鼻子”或“眼睛”，在系统中确定下一阶段的行为往往是系统的核心。32位处理器基本上具有ADC模块，因此使用8位微控制器不需要外部ADC电路，从而简化电路设计并提高转换速度和准确性。当前加工制造业的快速发展对系统数据的实时性提出了更多的要求迫切需要一种简单方便地存储大量数据的方法一般来说，对于使用485通信、以太网将数据直接传输到主机计算机和构建数据库的大型控制系统来说，对于一些小型控制设备来说，设备成本大幅增加，这比利用单片机和存储介质的本地存储更有利。1全系统分析STM32F103VET6微控制器是基于Cortex-M3内核的增强型处理器，它通过三个12位ADC通道提供高达72MHz的工作频率，每个通道共享多达21个外部通道接口进行单个或连续的外部数据采样1。SD卡是当前最常用的大容量数据存储介质，支持两种操作模式：SDIO模式和SPI模式2。SPI模式可以使用MCU的SPI接口或使用常规I/O端口模拟SPI通信，相对较慢的通信速度和SDIO模式具有传输速度快、兼容性好的优点，广泛应用于Android设备、相机等移动设备，支持SDIO卡、复合SDIO卡、SD存储卡和MMC卡，并支持1位和4位SD模式3。STM32具有SDIO接口，可对SD卡进行快速数据读取和写入。2硬件电路设计系统硬件部分主要由ADC采样调理电路和SD卡硬件连接电路组成。为了提高数据的准确性，需要为STM32提供一个外部电压参考。此外，外部传感器输入电压和ADC采样范围之间的电压范围可能不相同，并且通常不直接输入MCU的AD采样针脚，因此需要调节信号以确保传感器和ADC的组合最准确。除了以上两个注意事项外，tisa的REF2030芯片还为ADC采样和运算放大器调理电路提供参考电压。REF2030是低漂移、低功耗、2s输出的电压参考芯片，提供可用于ADC上3.0V可用基准电压VREF和偏置输入双极信号的1.5V高精度电压VBIAS。芯片可以在不需要ADC采样的情况下以低功耗状态创建芯片。根据运算放大器的工作原理，上述运算放大器电路输入和输出的关系如下。STM32内部还具有RTC功能，可为控制系统提供时间。在保留收集的数据的同时记录系统时间，可以更好地帮助技术人员分析数据。关闭系统电源后，外部纽扣电池可以通过VBAT针脚继续为RTC时钟供电。3软件设计3.1系统工作流要直接在PC上查看收集的数据，需要对SD卡存储介质进行文件系统管理，并使用常见的FAT32文件系统格式。目前，FAT文件系统模块主要是州立公司的zlg/FS、美国Micrium的uC/FS、SourceF网站上提供的嵌入式文件系统库，以及用于日本电子爱好者设计维护的FATFS文件系统模块1FAT32文件系统是群集最小分配单元，主要由引导区域、文件分配表、数据区域三部分组成，引导区域保留每个群集对应的风扇数和引导参数，文件分配表存储每个群集使用情况信息，本文旨在使用日本的FATFS文件管理模块。控制系统的工作流程如图2所示。要以FAT32文件系统格式生成文件和存储信息，必须将SD卡格式转换为FAT32文件系统格式。这是SD卡的初始化。读取原始FAT表，查找空间群集，确定起始群集编号，将新FAT表写回SD卡，读取目录条目信息，将文件信息分配给文件信息结构，将新目录写回SD卡，初始化完成后对SD卡执行读写操作，开始初始化。AD采样信号发出后，SD卡将触发写入命令，命令将包含写入地址，写入地址对应于SD卡的物理地址，SD卡接收数据后，必须验证地址，执行CRC验证以发出响应命令。3.2编程SD卡初始化后，使用RTC时钟获取当前日期，创建以当前日期命名的文本格式文件，使用结构指针fnew连接文本文件，然后重新操作文件是由结构指针完成的。具体方法是获取当前日期，将其转换为字符串类型，然后在字符串末尾输入“.添加text ，然后使用f_open()函数创建，并在文件的第一行中写入标题信息，如取样时间、取样通道、通道名称、取样数据和取样触发器模式。然后关闭文本格式文件，完成系统初始化，等待ADC采样时刻的到来。excel是我们熟悉的办公软件，通过强大的表单数据处理功能，为日常数据统计、整理和计算提供了极大的便利。EXCEL具有文本格式导入向导功能，可以将文本格式的对齐数据导入EXCEL。程序如下：首先从菜单栏中单击打开，然后从下拉菜单文件类型中选择文本文件格式以启动导入文本向导，在高级设置中选择全文，然后从文件类型中选择固定宽度。最后，在数据预览中，左右拖动竖线以调整EXCEL中的单元格网格，然后选择要打开的数据类型，如图3所示。单击“完成”(done)后，文本格式的数据将成功地显示在EXCEL中。文件格式仍然是文本文件。必须保存回xls文件，并将表中的列宽调整为合适的大小，以便数据在Excel中完全显示，如图4所示。4结束语SD卡是当前大型数据存储设备，在嵌入式系统中应用越来越广泛。本文使用STM32通过SDIO接口传输SD卡和数据、创建文本格式、轻松将文本格式文件转换为EXCEL、简化数据管理，并提出具有实用价值的数据管理方法。参考文献：1油画量，杨森。STM32库开发实践指南M。北京：机械工业出版社，2013: 124。2徐建功，乔捷。STM32F103XX微处理器微