[实用新型]基于STM32F103C8T6的振动信号采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械部件控制及监测领域，具体为一种基于STM32F103C8T6的振动信号采集系统。

背景技术

机械传动部件是一个复杂并且极其重要的部分，特别是其滚动轴承部分。轴承的好坏直接影响着无人机工作的效率，以及机械设备的寿命。振动信号是检测轴承好坏的重要指标。这不仅要选取有效的传感器来进行信号采集，同时要设计适合于当前设备体积缩小化的硬件设备，采用合适的芯片来处理数据，并最大化的减小周围环境对其的影响，要求可靠性高、实时性强，性价比高等特点。目前，此领域多以DSP为内核来设计的外围电路，但存在设计复杂，设备体积和形状比较大等缺点，在执行任务时容易收到损坏并且不利于维修，为长期持续的工作带来了麻烦。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于STM32F103C8T6的振动信号采集系统，该振动信号采集系统具有体积小、外围电路设计简单和便于维修的特点。

本实用新型的技术方案：一种基于STM32F103C8T6的振动信号的采集系统，包括主机、LCD液晶显示屏、SD卡凹槽和传感器。主机有1个长方形的外壳，在主机外壳上方设有一个传感器信号线输入插头和一个电源插头；在主机外壳的一个侧面安有一个LCD液晶显示屏、一个上调按键、一个下调按键、一个确认按键和一个电源开关；在主机外壳其中的另一个侧面安有一个USB插口凹槽和一个SD卡凹槽。在主机外壳内装有1块主控电路板，该主控电路由微处理器电路、信号调理电路、LCD驱动电路、按键电路、SD卡驱动电路、USB驱动电路和电源电路组成。主控电路板上的微处理器电路是由体型较小、功能强大的STM32F103C8T6芯片及其外围电路构成，负责整个系统的信号处理、按键检测、AD转换、LCD显示、SD储存功能及USB传输功能。该主控电路板上的信号调理电路上设有一个传感器数据线输入接口，通过传感器数据线与传感器相连，该传感器数据线输入接口位于主机外壳上方的传感器数据线输入插头处。该主控电路板上的LCD驱动电路上有一个LCD接口，与主机外壳前方的LCD液晶显示屏相连，负责显示当前工作状况。该主控电路板上的按键电路有一个按键接口，与主机外壳前方的上调按键、下调按键、确认按键相连，用来调节LCD的显示内容。主控电路板上的SD卡驱动电路上有一个SD卡接口，该SD卡接口位于主机外壳侧面的SD卡凹槽处，可以直接插入SD储存卡并存储信息。主控电路板上还带有USB驱动电路，在不拿出SD卡时可以直接通过SD凹槽旁边的USB插口凹槽连接计算机进行数据提取。主控电路板上的电源电路设有一个电源线输入接口，通过电源线与外部供电电源相连，该电源线输入接口位于主机外壳上方的电源插头处。主机外壳前方的电源开关可以使整个系统处于开始工作或停止工作状态。

主控电路是由简单的微处理器电路、信号调理电路、LCD驱动电路、按键电路、SD卡驱动电路和USB驱动电路和电源电路组成。主控电路板上的微处理器电路是由STM32F103C8T6芯片及其外围电路构成。通过电源电路给系统上电后，微处理器STM32F103C8T6负责信号的采集和控制功能。信号调理电路负责用来对接收到的振动信号进行放大和滤波。LCD驱动电路负责显示当前系统的运行情况和工作状态。按键电路的作用是用来调节LCD的显示的内容。主控电路板上的SD卡驱动电路上有一个SD卡接口，用于存储采集进来的信号信息。主控电路板上还带有USB驱动电路，在不拿出SD卡时，可以直接通过SD凹槽旁边的USB插口凹槽直接连接计算机进行数据提取。

实质是设计了一套可以连接加速度传感器，并基于STM32F103C8T6的振动信号采集系统，该信号采集系统是以简单的单片机芯片STM32F103C8T6为核心，代替了复杂的DSP电路设计。这样可以将复杂的任务进行简化处理，还不影响其工作效率。通过已选好的X&K公司AD100T型加速度传感器，采集出轴承发出的振动信号，经过STM32F103C8T6自带的AD处理后，直接将采集的数据储存到SD存储模块中，可以在采集系统停止工作后将SD卡取出使用，也可以将本采集系统直接用数据线连接到计算机上使用。最终分析采集到的信息监测轴承是否出现异常，在发现问题之后，可以立即对其进行检修。由于该系统的模块化电路特点的设计为使用和维修带来了方便，从而减少了人们对其检修的时间，还能及时的、有效地防止了由于轴承出现问题而引起的事故。