[发明专利]一种用于手持设备的实时数据采集系统

摘要

本发明公开了一种用于手持设备的实时数据采集系统，包括数据采集模块、无线数据模块、数据通信模块、电源模块和计算机，该数据采集系统以STM32F103，C8051F340为控制核心，完成数据采集和数据通信；所述的信号调理电路包括电压和电流信号调理电路，所述的无线数据模块采用CC1101无线射频芯片进行数据传输，所述的计算机通过USB接口与数据通信模块连接，所述的电源模块采用AMS1117芯片进行电压转换，产生3.3V电压为主控制器和其他芯片供电。该数据采集系统具有成本低，无线数据传输，操作简单，数据采集接口丰富的特点，可广泛应用于手持设备的移动实时测试系统中。

主权项

一种用于手持设备的实时数据采集系统，其特征在于，包括数据采集模块、无线数据模块、数据通信模块、电源模块和计算机；所述的数据采集模块控制芯片采用型号为STM32F103的32位ARM微控制器，所述STM32F103型微控制器的A/D接口通过信号调理电路与被测信号连接，所述微控制器的USART接口通过串行接口与传感器相连，所述微控制器的GPIO接口用于记录开关及脉冲信号，所述微控制器的SPIx接口与无线数据模块中的发射电路相连；所述的无线数据模块基于无线射频芯片CC1101设计，所述的无线数据模块包括无线数据发射、接收电路；所述的数据通信模块选用C8051F340型微控制器作为数据收发控制器，所述C8051F340微控制器的GPIO接口与无线数据接收电路相连，所述C8051F340微控制器的USB接口与计算机相连；所述的电源模块采用AMS1117‑3.3芯片进行电压转换，产生3.3V电压为主控制器和其他芯片供电；所述的信号调理电路由电压、电流信号调理电路组成；所述的电压信号调理电路包括电压基准源电路、反向加法单元、高频滤波单元和电压跟随单元，所述的反向加法单元进行输入信号的幅值转换，所述的电压跟随单元安装在输入和输出端，起隔离和缓冲作用，所述的高频滤波单元使用运算放大器构成压控电压源低通滤波器来减少信号中的高频干扰；所述的电流信号调理单元选用精度为0.1％的电阻分压的方法得到电压信号，并且通过二极管进行输入电压保护；所述电压基准源电路基于可控精密稳压源芯片TL431芯片设计，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、LM324运算放大器、10uF电容和0.1uF电容；所述第一电阻为5K欧姆电阻、第二电阻为1k欧姆电阻、第三电阻为500欧姆电阻、第四电阻为10K欧姆电阻、第五电阻为10K欧姆电阻、第六电阻为10K欧姆电阻；所述TL431芯片的阳极通过第一电阻与参考极相连，所述TL431芯片的阴极通过第二电阻与参考极相连，所述TL431芯片的阴极通过第三电阻与5V电源相连；产生的参考电压通过第五电阻与LM324运算放大器的反相输入端相连，所述LM324运算放大器的正相输入端通过第六电阻与地相连，所述LM324运算放大器的输出端通过第四电阻与LM324运算放大器的反相输入端相连；所述的10uF电容和0.1uF电容一起并联在参考电压与地之间；所述的开关及脉冲频率信号采集电路使用PS2801型光电耦合芯片进行采集信号的隔离，防止外部电压超出芯片管脚耐压值。