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　　數(shù)據(jù)采集技術(shù)在工業(yè)、航天、軍事等方面具有很強(qiáng)的實(shí)用性，隨著現(xiàn)代科技發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)采集器的精度、抗干擾能力、安全和通信兼容等方面提出了更高的要求。基于上述要求提出了一種基于STM32F101的數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)方案，該數(shù)據(jù)采集器使用 MODBUS協(xié)議作為RS485通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，信號(hào)調(diào)理電路與STM32F101的AD采樣通道之間均采用硬件隔離保護(hù)，可同時(shí)采樣3路DC0-5V電壓信號(hào)、3路DC4-20mA電流信號(hào)和6路開關(guān)量輸入信號(hào)，實(shí)驗(yàn)證明本數(shù)據(jù)采集器具有較高的測(cè)量精度，符合工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用需求。

　　信號(hào)采集主要包括電壓信號(hào)、電流信號(hào)、頻率信號(hào)以及開關(guān)量信號(hào)，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，傳感器主要輸出標(biāo)準(zhǔn)的電壓電流信號(hào)，而傳感器是將外部的非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)進(jìn)行輸出，本課題所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集器可以同時(shí)采集電壓、電流、開關(guān)量輸入輸出信號(hào)，且每個(gè)部分獨(dú)立工作，硬件調(diào)理電路中均采用信號(hào)隔離技術(shù)，數(shù)據(jù)采集器與上位機(jī)采用RS485通信，使用MODBUS協(xié)議作為通信規(guī)約，便于數(shù)據(jù)采集器與其他工業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

　　數(shù)據(jù)采集器，使用性價(jià)比較高的STM32F101作為核心處理器，時(shí)鐘倍頻后處理速度可達(dá)36MHz;內(nèi)部自帶12位AD轉(zhuǎn)換通道，保證數(shù)據(jù)采樣和處理的速度和精度。

　　數(shù)據(jù)采集器工作原理

　　數(shù)據(jù)采集器具有標(biāo)準(zhǔn)的電壓、電流以及開關(guān)量輸入信號(hào)采樣接口。模擬量信號(hào)采樣接口電路，使用HCNR201線性光耦進(jìn)行信號(hào)隔離。電壓信號(hào)接口可輸入 DC0-5V信號(hào)，輸入的電壓信號(hào)經(jīng)過電壓信號(hào)調(diào)理電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、隔離和限幅后送入STM32F101的AD采樣通道;電流信號(hào)接口可輸入 4-20mA信號(hào)，輸入的電流信號(hào)通過精密采樣電阻，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后再將轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)送入電壓信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行處理，最后再送入AD采樣通道;開關(guān)量輸入接口采用光耦進(jìn)行隔離，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換和隔離保護(hù)。STM32F101將采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件處理后，再通過RS485通信接口將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)或者其他設(shè)備，完成數(shù)據(jù)采集處理和通信的功能。