[发明专利]基于STM32微控制器的高速数据记录装置及其控制方法

说明书

本发明涉及基于STM32微控制器的高速数据记录装置及控制方法，记录装置的高速采集模块依显示输入模块的输入要求，接收电压变送传感器传来的数据，将该数据进行转换处理，经通信模块传至PC，将数据以图形实时显示在显示屏上；电压变送传感器提供双输入通道，分别对插座和电容的电压进行测量，并调理到高速采集模块的AD转换器设定的范围内；通信模块用USB接口将高速采集模块转换的数据传送到PC；显示和输入模块接收用户的测试指令，将高速采集模块的结果实时显示；电压转换模块接收外部交流电并对外提供AC220V交流电，将AC220V交流电转换为3.3V直流电，为电压变送模块、高速采集模块、通信模块、显示和输入模块供电。

技术领域

本发明涉及一种高速数据记录领域，特别涉及一种基于STM32微控制器的对插座接头拔出瞬间进行信号采集和电容剩余电压进行信号采集的数据记录装置及其控制方法。

背景技术

电源插座和插头采用弹性物理连接，在插头拔出瞬间，如果用电器里面有电感之类的元件，会在拔出的瞬间在插头端产生一个很高的电压，这个高电压可能会对敏感的仪器仪表造成损坏，为了仪表安全，需要根据该电压的高低设计合适的抑制电路，为此需要在插头拔出的瞬间对插头上的电压进行高速采集。

在仪表关断的以后，内部的电容由于储能的特性，会存在一部分能量，该能量以电压形式显示，这种现象会对仪器内的局部电路持续小电流供电，产生一些意想不到的结果，为避免这种情况，需要对电容设计放电回路，为此需要对仪表内使用的电容剩余电压进行高速采集。

对于上述两种情况，市场上现有数据记录仪的采集速率很难满足测量要求，使用高级的数据采集设备，成本过于昂贵，并且使用不方便，也不能满足实际需求。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种测量现有技术上述两种情况所提供至少10K次/秒的采样率，最大提供0.5小时的连续数据记录，在采样精度上，拔出插头的测量精度为0.5V，电容放电的测量精度为1V，测试误差为0.1，并基于STM32微控制器的高速数据记录装置。本发明所解决的另一技术问题是提供一种快速记录信号变化并基于STM32微控制器的高速数据记录装置的控制方法。

本发明的技术解决方案是所述基于STM32微控制器的高速数据记录装置，其特殊之处在于，包括电压变送传感器⑴、高速采集模块⑵、通信模块⑶、显示和输入模块⑷和电压转换模块⑸，其中，所述高速采集模块⑵，根据显示输入模块⑷中的输入要求，接收电压变送传感器⑴传输过来的数据，同时将该数据进行转换处理，通过通信模块⑶传至PC，同时将数据以图形的方式实时显示在显示输入模块的显示屏上；

电压变送传感器⑴，提供两个输入通道，分别用来对插座和电容的电压进行测量，并调理到高速采集模块⑵上AD转换器规定的范围内；

通信模块⑶，使用USB2.0接口将高速采集模块⑵转换的数据传送到PC；

显示和输入模块⑷，接收用户的测试指令，并将高速采集模块⑵的结果实时显示出来；

电压转换模块⑸，接收外部AVC220V交流电并对外提供AC220V的交流电，同时将AC220V交流电转换为3.3V直流电，为电压变送模块⑴、高速采集模块⑵、通信模块⑶、显示和输入模块⑷供电。

作为优选：所述高速采集模块⑵由主芯片STM32F103ZET6、程序存储器M29W128FH、高速缓存存储器IS61LV51216和大容量数据存储器HY27UF081G2A以及外围电路组成。

作为优选：所述电压变送传感器⑴包括插座测量通道和电容测试通道，均由测试探头BNC接口及其电缆和板载连接器，及高精度分压电阻组成。

作为优选：所述通信模块⑶由板载USB接口及其外围电路组成。

作为优选：所述显示和输入模块⑷由带触摸功能的LCD显示器、电缆、连接器，以及外围电路组成。