基于stm32的健身自行车数据采集系统

基于stm32的健身自行车数据采集系统设计摘要随着科技的进步，各个领域都运用数据采集系统。而数据采集系统的研发也越来越受重视。本次的目标是设计开发一套应用于健身自行车的数据采集系统，该数据系统主控芯片为STM32F407ZET6的，主要实现健身自行车数据的采集、传输、存储以及显示功能。结合设计要求，本论文主要设计了系统硬件电路连接以及系统软件控制设计，其中硬件电路连接包括温湿度采集电路连接、电流电压采集电路连接、速度采集电路连接、显示电路连接以及电源电路连接等，软件控制主要是对上述的模块进行驱动，各模块之间采用IIC协议、串口协议等通讯；最后对软件进行测试，测试结果表明：系统能够准确采集数据，整个系统的运行效果良好，使数据可视化，达到课题的设计要求。关键词：数据采集系统；STM32F407ZET6；IIC协议；串口协议；可视化Designofdatacollectionsystemforexercisebikebasedonstm32AbstractWiththeadvancementoftechnology,datacollectionsystemsareusedinvariousfields.Theresearchanddevelopmentofdataacquisitionsystemsisalsogainingmoreandmoreattention.Thegoalofthistimeistodesignanddevelopadatacollectionsystemforfitnessbicycles.ThemainchipofthisdatasystemisSTM32F407ZET6,whichmainlyrealizesthecollection,transmission,storageanddisplayfunctionsoffitnessbicycledata.Combinedwiththedesignrequirements,thispapermainlydesignsthesystemhardwarecircuitconnectionandsystemsoftwarecontroldesign.Thehardwarecircuitconnectionincludestemperatureandhumidityacquisitioncircuitconnection,currentandvoltageacquisitioncircuitconnection,speedacquisitioncircuitconnection,displaycircuitconnection,andpowercircuitconnection.Thesoftwarecontrolismainlytodrivetheabove-mentionedmodules,andtheIICprotocolandserialportprotocolareusedforcommunicationbetweenthemodules.Finally,thesoftwareistested.Thetestresultsshowthatthesystemcanaccuratelycollectdata,andtheentiresystemoperateswell,makingthedatavisibleTomeetthedesignrequirementsofthesubject.Keywords:Dataacquisitionsystem;STM32F407ZET6;IICprotocol;serialportprotocol;visualization目录104021绪论 1239131.1课题选择背景和意义 1305421.2研究现状 1208341.2.1国外数据采集系统现状 267951.2.2国内数据采集系统现状 232831.2.3发展动态 343211.3本课题主要内容 4264842系统总体设计方案及各模块选型 684992.1系统的总体设计方案 6190732.2模块选型 7241032.2.1温湿度传感器模块选型 7314792.2.2速度传感器模块选型 8189242.2.3电流、电压传感器模块选型 899322.2.4显示模块选型 9176962.2.5警报模块选型 10216913系统硬件连接设计 1125223.1STM32F407XX芯片简介 1150183.2温湿度传感器模块 11154083.3速度传感器模块 12280003.4电流、电压传感器模块 1291283.5数据显示模块 138263.6其他警报模块 14321174系统软件设计 1590564.1系统开发软件介绍 1554974.2系统程序设计 16283034.2.1温湿度传感器模块程序设计 1611124.2.2速度传感器模块程序设计 1746884.2.3电流、电压传感器模块程序设 1889944.2.4数据显示模块程序设计 1816494.2.5其他警报模块程序设计 1924025系统测试 20285146总结 2220630参考文献 235200致谢 2428754附页 253887附页1 2524737附页2 30PAGE131绪论1.1课题选择背景和意义随着科学技术的不断完善，各行各业都逐渐走向完善化，传统的纯机械以及不能满足人们的需求，慢慢地走走向了自动化的舞台，一套完整的数据采集系统也日益受到各行各业的重视，但是尽管如此，数据采集系统仍然存在较多的不足，未来的数据采集系统也会朝更迷你化的趋势发展。目前，无论是工业上还是农业上，数据采集系统的应用都是越来越多的，可见数据采集系统对社会发展的影响不容小觑，而其市场地位以及其市场价值也是可想而知。而且，由于科技的迅速发展，随之而来的是人们代步工具的改变，就目前而言，汽车仍然是人们出行的主要代步工具，自行车慢慢淡出主流的舞台，但是，由于长时间的乘坐汽车，外加上现在大多的上班族都是日夜沉迷工作，导致现在的年轻上班族很少时间甚至是没有时间进行体育运动，所谓生命在于运动，而长时间不参加体育运动，对身体的健康度有着很大的影响。如果人们采用自行车车的出行方式，由于骑自行车车本身也是一种运动，将会对那些群体的健康无疑是较大的保障，但由于传统的自行车大多都是纯机械（有结合电子的，但其价格高），骑行乐趣低对年轻群体没有吸引力，本次设计将由STM32为主控模块的数据采集系统与传统的自行车结合在一起，由于STM32市场价格不高，所以在低成本的同时，大大地提高了自行车的骑行乐趣，对目前追求新事物的年轻群体来说无疑是巨大的吸引，同时为那些群体的健康提供了一定的保障。1.2研究现状数据收集系统通过记录、识别和与主机程序设计相协调，采集机械设备中安装的各种传感器检测到的信号以及机械设备的各种电信号，作为数据采集的输入。数据采集系统不仅提供实时数据采集，现场记录和数据分析，而且还提供了用于离线分析设备状态数据的重要功能[1]。当前，数据采集系统技术已应用于许多领域，例如机械设备的定期设备状态检测。将数据采集系统和我们的计算机与机器监视系统结合在一起，为计算机提供了诊断机器状况以及检测机器的运作状态的有效方法。1.2.1国外数据采集系统现状当前，数据采集系统正在以越来越智能的方式开发，并且模块化的特点变得越来越明显。在海外市场，数据采集系统的发展已初见规模，在海外市场上已经使用了三种类型的数据，对于各种不同型号的数据采集系统数据收集的基本功能相同。简单比较三种数据采集系统的性能：第一个代表是England的IMP3595。该系统运行在工业环境以及其他的恶劣条件下，采用多输入通道ADC对温度、压力、流量、电流等慢变化模拟信号量转换数据信号量后进行输出，以及对以上两实时的检测，对检测到的非法量告警，进而实现对生产过程中数据的采集检测和控制。该套数据采集系统的主要特点是抗干扰能力强，能够在恶略的条件下稳定的采集检测数据，该系统数据测量精度、采集数据可靠性都较高，且功耗低，安装简便。第二个代表仍然是来自England，England的DATASCAN7000系列，该数据采集系统在数据采集原理以及功能上面都与IMP3595比较相似，但较于IMP3595，DATASCAN7000系列对数据的采集范围更广且采集数据的精度也更高，以及DATASCAN7000系列附加了网络功能，使得其系统更加强大。第三的代表是西盟电子国际有限公司的ALPHA900系列，该系列中的数据收集系统在功能上与本文所述的健身自行车数据收集系统相似。其经济实用的智能监控方法，使得在工业行业中广泛用于过程监视，状态监视或处理。而且该系统与各独立模块的通讯采用RS485的方式，并通过RS485对各独立模块采集到的温度，压力，电阻，应变系数，数字事件和频率数据进行传输，从而实现各个模块间的信息交互。1.2.2国内数据采集系统现状为了发展数据采集技术，我国从1980年代开始，到1990年代初，国内的一些仪表仪器制造工厂已经成功开发了各种数据采集系统。其中有SP201和SC247，此两种为单通道数据采集系统，具有较快的数据采集速度胡特点；双通道胡数据采集系统代表的有EG3300和YE5938，但是该类型数据采集系统使用较多的硬件以及较高的成本。同时较小的有902和921数据采集系统。最具代表性的是SMC.9012型数据采集系统，它可以成功收集静态信号，且专门配备了两个主要软件包，包括设备维护软件包和基本频谱分析软件包，因此可将此数据采集系统应用于机械设备中，以在正常条件下完成监视和故障诊断任务。实现对设备使用情况的分析，维护和管理。目前，此类系统的性能在我国处于较高水平。然而，我国目前的数据采集技术与国外数据收集技术发展的初始水平基本相同。目前国内外数据采集系统主要有如下几方面的差异：（1）传感器存在的差异：由于发展的时间比较晚，所以传感器技术方面比起国外仍有较大的差距，包括传感器的采样周期，采样范围以及传感器的精度等都有一定的差异。（2）存储器存在的都差异：国内的数据采集系统使用的存储器容量都相对比较小，数据的处理运算能力也不高，从而导致了国内的数据采集系统性能低下，对复杂数据处理需要的时间较长，满足不了一些对速度要求较高的场景。（3）软件方面存在的差异：软件方面国内的数据采集系统在一大段的时间内都无大的改进，需要改进系统的人机交互界面，使用户的体验感提高。改进当前的数据收集技术是我们在几个重要方向上发展的紧迫问题，例如提高数据收集准确性，数据收集速度和改进系统功能的实现。由于数据采集系统在许多领域中发挥着越来越重要的作用，因此在运动控制或快速生产过程（例如石油化工过程）和医疗设备中对高速数据收集的需求日益增长。与人类生命安全相关的诸如CT和核磁共振的治疗仪器对系统采集的准确性，清晰度和准确性有很高的要求，并且数据收集还被实现为爆炸检查和变电站等自动化领域的系统。在这些行业中，对高速数据收集的需求远远超过了实际可达到的水平，因此高性能数据收集系统仍具有很大的发展空间，对数据收集的研究也是前途光明的一项科学技术。1.2.3发展动态在1950年代，全世界对数据收集系统的研究都主要集中在测试上，美国率先研究的一种测试系统主要用于军事领域，目的是完成数据收集和测试操作。而且，该测试系统的优势在于它可以由非专业人士操作，并且极大地提高了灵活性。另外，该数据采集系统在执行测试任务时不依赖于相关测试文件。通过对测试设备进行高速自动控制来完成，因此被广泛使用。到1960年，许多成型数据收集系统产品开始向国际平台转移，在此期间，对该收集技术的研究主要应用于专有领域，市场覆盖面非常有限，并且大多数设备和系统都具有单一功能，更高的特异性。随着1970年代中后期计算机应用程序的扩展，基于计算机的嵌入式技术开始普及，微型计算机逐渐成为电子市场的主导力量。此时计算机集成的数据采集系统已经开始进入历史舞台，这种类型的数据采集系统具有操作简单，性能优良的特点，目前的数据采集系统开始逐渐消除各个领域专用线路的特点。在1980年代中期，计算机被广泛用于微电子学和自动化技术研究中，从而促进了数据收集技术的研究，使得数据采集系统发展较快。在此期间，一些依赖计算机的监视系统开始发展。此时，数据采集系统是为实现多功能而开发的，总体上消除了以前接口单一胡缺点，使得兼容性增强，并且大大提高了自动测试系统的多功能性。当前数据采集系统的发展主要来自两个方面，两个数据采集系统之间的差异主要体现在接口总线的差异上，中间的代表之一是国际标准的ICE626（GPIB）总线系统。这种类型的数据采集系统由仪表和采集器，通用接口总线和计算机组成，主要用于实验室以及工业生产现场的特定应用。不同类型的数据收集系统与第一类型的数据收集系统的不同之处在于它们由计算机控制，并且由数据收集设备收集的数据通过标准接口总线传输到计算机。接口系统类型通常采用构建块结构，相应的接口卡安装在专用机箱中。与传统的数据收集系统相比，上述两个数据收集系统在数据收集技术上实现了质的飞跃，并且系统的多样性达到了一定水平。这可以通过在专用机箱上添加数据采集卡来完成，硬件配置也可以通过添加或删除模块或程序来成为新系统。当然，如果仅更改收集到的输入信号，只需将新的输入信号电缆连接到系统，这是简单方便的。主要用于工业现场的数据采集系统，通常称为STD总线系统。从1990年代到21世纪，数据收集技术得到了飞速发展，其应用领域不断扩大，特别是在军事，航空电子，航空航天技术，工业等领域，数据收集技术已应用于国际发达国家。另外，由于集成电路制造技术的不断改进，诸如集成电路和单芯片计算机之类的集成电路主要用于数据采集系统，并且由于其高可靠性，准确性和高性能而被广泛使用，这种新型的数据采集系统以单片机为基本处理单元，产品精度达到16位，数据采集速度也大大提高。这个时期的数据采集系统在实际功能和性能方面趋于完美，系统结构简单，模块化结构的管理和开发空间也大幅度增强。通过更改模块的结构或调整程序以更改参数，可以形成新功能。此时，系统的稳定性进一步提高。国内外研究中获得的技能是可持续研究的专门技能，需要紧急研究。1.3本课题主要内容本系统任务主要实现对健身自行车的数据以及周围环境的温湿度的采集，其中采集的目标数据有，该健身自行车产生的电流电压，该自行车的速度等，对采集到的数据通过IIC协议传输到OLED屏幕上显示。 课题通过以下几个方面来进行描述： 第一、关于数据采集系统的简要介绍，以及数据采集系统在国内外的研究现状的简述，课题的研究背景，意义，发展前景以及论文的主要内容。 第二、系统总体设计方案及各个模块的选型介绍，即是介绍了系统的大体框架和相应模块的选型，包括有温湿度传感器模块，速度传感器模块，电流电压传感器模块以及显示模块等。 第三、系统的硬件设计，包括有温湿度传感器模块，速度传感器模块，电流电压传感器模块以及显示模块等。 第四、系统软件设计，其中包括有数据采集单元软件实现以及各个模块之间的数据通讯单元的软件实现。 第五、系统测试，关于整个数据采集系统的检测，各个模块的检测，以及可靠性检测。2系统总体设计方案及各模块选型2.1系统的总体设计方案 本系统所设计的数据采集系统功能结构，主要是应用于采集健身自行车的基本数据，使得健身自行车的运行状态变得更加可视化，系统的运行模式为：以STM32作为主要控制芯片，对各个模块采集到的数据进行处理后显示到显示模块上，对采集到的电流模拟信号以及通过ADC单元转换为数字信号，待数据稳定后发送到显示模块显示，系统在空闲时将实时地显示时间以及周围环境的温湿度的变化，当检测到周围的温湿度不在正常的范围内时，此时告知警报模块做出警报；当系统发现自行车转速不为空时，系统将切换到采集自行车数据的模式中，该模式下仍然会有实时时间的显示以及温湿度的检测，增加新开启的时钟以对采集到的自行车车速以及电流等数据进行计算后得到实时的数据发送到显示模块显示，总体的系统框图如下（图2.1）所示。图2.1总体系统框图2.2模块选型2.2.1温湿度传感器模块选型温度和湿度是基本的物理量，在实际的环境中基本都涉及温湿度，所以温湿度传感器也是早早地被开发出来了，而且被众多的产品广泛应用，比如变电站环境的检测以及汽车等等的领域，可见各行各业对环境温室度的重视。由于本次设计是用于健身自行车数据采集，过高或过低的温度以及湿度都极大程度地对使用者造成影响，故对周围环境的检测以及对超出范围的温湿度告警是相当有必要的。由于温湿度传感器技术发展的比较早，故技术方面比较成熟，随之而来的是温湿度的种类多种多样。故选择上也应因具体的设计而异，选择合适的即可，不可盲目追求高精度及高范围，应选择合理的性价比高的。选用时应注意参考一下几项：合适的测量范围对于一种测量仪器而言，测量范围是选型中不可忽视的选项之一，由于本次主要测量的是周围环境的温湿度，故在测量范围上只需在当地的最高温湿度以及最低温湿度之间即可，即是包含当地温湿度的极限值即可。合适的测量精度同样地，测量精度也是选择一款测量仪器必须考虑的条件之一，对于需要大量量产的产品来说更是需要谨慎选择，因为精度越高，往往价格也就越高，所以应该合理地选择满足要求的测量范围即可，在可以完成工作需要的前提下尽量降低成本。本次设计主要是显示温湿度告知用户，故在精度上只需保持在整数部分即可，对于小数部分的课忽略，结合的实际情况，精度上选择保留到整数。合适的采样周期采样周期也是决定一款测量仪器价格高低的一个重要因素，应选择合理的即可。由于本次测量的是周围环境温湿度，众所周知，我们生活的环境一般情况下不会再短时间（几十秒之内）出现骤变，故本次对采样周期的要求不高，市面上的同功能传感器均能满足要求。DHT11数字温湿度传感器（如图2.2所示）是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，抗干扰能力强，价格亲民，性价比高，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。其湿度精度+-5%RH，温度精度+-2℃，量程湿度20-90%RH，温度0~50℃[2]，基本满足本次设计的要求，故本次选择DHT11温湿度传感器作为测量温湿度的模块。图2.2DHT11模块2.2.2速度传感器模块选型目前市面上的速度传感器按原理分主要有电磁测速和光电测速两种，其中电磁的代表是霍尔传感器，光电的代表是光电解码器。两种相比较而言，霍尔传感器体积上面更小巧，且重量轻抗振动能力强，易于安装，故霍尔传感器也被广泛应用于各个方面。由于本次设计的都系统应用于健身自行车上，故选择速度传感器时在体积上不能太大，据分析，霍尔传感器非常符合本次设计的要求，故这次选择霍尔传感器作为速度传感器模块（如图2.3所示）。图2.3霍尔传感器模块2.2.3电流、电压传感器模块选型在工业、汽车、商业等通讯系统中，为了确保设备的安全和使用设备人员的安全，往往需要对某些关键的器件或是设备进行电流电压检测。由于本次的系统是应用在健身自行车上，且该健身自行车有一个特点是能够发电，故选用一款较为合适的电流电压采集器至关重要。传统的电流电压检测方法存在许多的不足，例如测量精度低、反应时间长等问题，而且体积，重量重且容易受干扰等，典型的代表就是电流互感器。本次需要选择一种体积小、重量轻且抗干扰能力强的电流电压传感器，而且要求价格便宜；ACS712是一种新型的线性电流传感器，是由Allegro公司研发推出的一款具有低噪音、高灵敏度的传感器。该传感器体积小，使用方便而且价格比较合适；符合本次设计的要求，故本次的目标传感器确定为：ACS712，如图2.4所示。图2.4ACS712传感器模块2.2.4显示模块选型目前嵌入式设备中，显示模块只要有LED灯显示，LCD屏幕显示以及OLED显示，其中LED灯显示主要应用于简单的数字或简单的字符显示，而由于LCD屏幕比较大，所以LCD屏幕可以显示比较复杂的图形界面，而且LCD屏幕色彩显示比较丰富，故LCD屏幕在手机等电子设备上应用比较广泛。OLED屏幕目前也是非常流行，从显示效果上面来说OLED屏幕优于LED和LCD屏幕，而且OLED屏幕更加节能，所以价格上来说OLED屏幕相对前两者来说都略微显得高。但是由于本次设计的系统显示的多数是文本类的信息，类似于电脑的终端，所以对显示屏幕的大小要求不高，基于前面三种显示方式来说，此处选用OLED更为恰当。本文选择的OLED屏幕如图2.5所示。图2.5OLED屏幕模块2.2.5警报模块选型 目前在各个领域中，使用的警报装置较多是从三方面出发，一方面是从视觉效果上传递危险信号，一方面是从听觉效果上传递危险信号，第三方面是通过人的嗅觉传递危险信号，常见的做法是当出现危险情况时，视觉上使用较为显眼的设备来提高人的警惕性，听觉上则采用带有危险信号的声音来提高人的警惕性而嗅觉上则采用刺激性气味的传播来提高人的警惕性。从嗅觉上发出警报的一般是工作与某些危险性的气体，防止危险性气体无声无息的传播导致给人造成伤害，故在危险性气体中加入以下刺激性气味的物质，使得危险性气体带有刺激性气味从而通知人们危险的来临，比如说家用煤气。本次的设计并未涉及到危险性气体，故此方面可以忽略。而从视觉上和听觉上发出警报，是目前绝大多数设备采用的一种方式，或是只从听觉上发出警报性的声音，或是在听觉上在加上视觉上来发出警报性的声音以及结合带有警报信号灯从而直观上提高警报的优先级。比如地震来临时会发出特殊的声音通知人们，救护车在执行任务的时候会使用闪灯加上特殊的声音来发出警报。本次设计的报警系统主要是针对室内的温湿度发出警报，故本次选择从视觉上结合听觉上来对非法的温湿度发出警报。主要采用的电子元件有LED灯和蜂鸣器，当出现非法情况时，通过LED灯高频率闪烁加上蜂鸣器持续高响来传播危险信号，如图2.6所示为LED灯，图2.7蜂鸣器。图2.6LED灯图2.7蜂鸣器模块3系统硬件连接设计3.1STM32F407XX芯片简介STM32系列芯片目前被广泛应用于各行各业，包括汽车行业，变电站等等，STM32系列是由ST公司开发的一种性能高，功耗低，价格合理的微控制器。STM32的ART技术使得其芯片程序执行效率大大提高，相对于传统的51单片机，STM32可以说是一个质的提高，其高速的运算能力以及丰富的外设都是51单片机不可比拟的。STM32F4具有丰富的定时器以及多大一百多个引脚，比起STM32F1多了两个32位的定时器，使得STM32F4拥有更加持久更加精确的定时，更多的引脚使得STM32F4有了更强的可拓展性。并且拥有多重AHB总线矩阵和多通道DMA：支持程序执行和数据传输并行处理[3]，数据传输速率非常快，由于这些优点，STM32目前在嵌入式市场也是非常流行，如图3.1为STM32F407ZGT6。图3.1STM32F407ZGT6芯片3.2温湿度传感器模块 如图3.2所示，DHT11模块有3个引脚，其中一个引脚用于接VCC（5伏电压），一个引脚用于接GND，剩下的那个引脚是DATA引脚，也就是数据传输的引脚，本次将DHT11的DATA引脚接与STM32的PG9引脚，也就是可以通过读取PG9引脚的值来获取DHT11获取到的数据，硬件连接如图3.2所示。图3.2DHT11硬件连接3.3速度传感器模块霍尔传感器模块有VCC、GND、D0以及A0共四个引脚，本次使用到VCC、GND和D0三个引脚，其中VCC和GND分别与5伏电压和地连接，D0引脚与STM32的IO口相连，需要说明的是，D0默认是高电平，但磁铁的特定一面（磁铁另一面无用）去靠近霍尔传感器模块时，D0会被拉低[4]，可根据此特性来计算出自行车的车速，设自行车被骑行的时间为t，D0被拉低n次，自行车的轮半径为r，则可计算出自行车的速度v为：V=2πr*n/t霍尔传感器硬件连接如图3.3所示（本次D0所接的引脚为PA8）。图3.3霍尔传感器硬件连接图3.4电流、电压传感器模块ACS712的引脚有8个，其中有四个脚用于接收待测电流的输入端，为了防止超范围的电流值对控制芯片的影响，这四个引脚均内置保险，详细引脚分布如图3.4所示。图3.4ACS712引脚图各引脚的功能描述见表3.1所示。表3.1ACS712引脚描述引脚名称功能描述1P+被测电流输入或输出2P+被测电流输入或输出3P-被测电流输入或输出4P-被测电流输入或输出5GND共地线6FILTER外接电容7VIOUT模拟电压输出8VCC电源电压根据引脚的功能描述说明，只需将VIOUT引脚接入到控制芯片的具有ADC功能的引脚即可。3.5数据显示模块本次设计使用的是0.96寸的OLED屏幕，该屏有黄蓝，白，白蓝三种颜色可选，分辨率为128*64，以及提供了多种接口方式，其中包括6800、8080两种并行接口方式、3线或4线的串行SPI接口方式、IIC接口方式，本次选择IIC的接口方式，下面针对IIC接口方式对相关的引脚必要的说明[5]。1.GND电源地；2.VCC电源正（3～5.5V）；3.SCLOLED的D0脚，在IIC通信中为时钟管脚；4.SDAOLED的D1脚，在IIC通信中为数据管脚；OLED模块原理图如图3.5所示。图3.5OLED模块原理图3.6其他警报模块基于第二章的选型，又根据LED灯和蜂鸣器的特点，由于LED灯和蜂鸣器直接给对应的连接引脚即可实现度其控制，故选用引脚时可选用功能较为简单的引脚，结合本次的控制片，本次将两个LED灯分别连接到PF9，PF10引脚，蜂鸣器连接到PF8引脚，硬件连接图3.6所示。图3.6警报模块硬件连接4系统软件设计4.1系统开发软件介绍由于基本控制器基于STM32F4ARM内核，因此许多基于ARM的嵌入式开发环境都可以应用于软件程序开发。常见的ARM开发工具是MDK和IAREvaram。本次选择MDK作为系统开发工具。这是ARM在2007年发布的嵌入式开发工具。此环境将LTV的优势与ARMRealView编译器工具RVCT3.1的优势结合在一起。ARM嵌入式开发的主要工具MDK是为数不多的完全支持皮质的工具之一。它是使用STM32F40X系列处理器和外围接口，以获取完整的数据手册[6]。图4.1显示了下面的开发环境。 图4.1KeilMDK开发环境4.2系统程序设计4.2.1温湿度传感器模块程序设计DHT11温湿度传感器模块与主制芯片采用的是单总线协议通讯方式，即是，主控芯片发送一次复位信号请求DHT11传输数据，DHT11接受到主机复位信号后从低功率模式转换到高速模式，当主控芯片复位信号结束后，DHT11立即向主控芯片发送响应信号，同时将总线电平拉高，准备开始数据传输。DHT11传输数据有规定的协议，一次完整的传输包括40bit也就是5个字节的数据，其中8bit湿度整数部分数据+8bit湿度小数部分数据+8bit温度整数部分数据+8bit温度小数部分数据以及8bit的数据校验数据，校验位的数据如果为前4个字节数据相加[7]，则表示数据传输正确，否则则表示数据传输异常，数据传输正常且主控芯片无再次发送复位信号请求数据时，DHT11将自动切换回低功率模式，当出现异常时主控芯片应再次发送复位信号请求DHT11传输数据，连续5次接受到异常数据时，主控芯片将视DHT11模块异常，短时间内不再向DHT11发送数据请求。DHT在传输数据时，有严格的实习要求，在操作时序上，应严格按照时序图进行操作，一般分以下几个步骤进行：1）主控芯片发送复位信号（时序图如图4.2所示）首先，主控芯片主动拉低总线电平（至少保持18ms），然后拉高总线电平（至少保持20-40us），此时主控芯片已完成复位信号的发送。2）主控芯片发送完成复位信号后，DHT11发送应答信号（时序图如图4.2所示）当DHT11监听到主控芯片的复位信号时，立即切换到高速运作模式，同时向主控芯片发送响应信号，此时DHT11将总线电平拉低80us（由于误差无可避免，实际开发中很难保证电平拉低的时间为80us，所以允许时间波动，当低电平时间为20-100us时，即可视为DHT11响应成功），告诉主控芯片数据准备完成，随之DHT11拉高总线电平80us（在主控芯片接受到响应信号时，立即会监听总线，当监听到总线电平有80us的高电平时，即认为DHT11已做好数据传输的准备），做好开始传输数据的准备。图4.2DHT11起始及相应时序信号图3）数据传输（时序图如图4.3所示）DHT11在拉高总线电平80us后，即开始数据传输。如图4.3所示，每两bit数据之间总线都有50us的间隙，也就是说在完成传输1bit数据时，DHT11会将总线拉低50us，而后开始下一bit数据的传输，传输的数据内容则有总线高电平持续时间来确定，当DHT11拉高总线电平时间在26-28us时，表示数据“0”；当DHT11拉高总线电平时间在70us时，表示数据“1”。图4.3DHT11数据传输时序信号图具体的代码实现见附页。4.2.2速度传感器模块程序设计根据霍尔传感器的硬件特性（详细介绍见【3.3速度传感器模块】）结合控制芯片，由于STM32F407xx具有通用定时器（TIMx）功能，微控制器与霍尔传感器接口非常简单。事实上，当特点的磁铁靠近霍尔传感器时，霍尔传感器的D0引脚由高电平跳变到低电平此时只需要使用定时器的输入捕获功能，捕获到霍尔传感器电平变化的一个周期，即刻得到车轮旋转一圈所需要的时间，根据获取到的时间以及车轮半径即刻很简单地计算出车轮的转速。图4.4霍尔传感器电平变化如图4.4所示，霍尔传感器空闲时为高电平状态，当信号来临时由高电平跳变为低电平，此时我们只需设置定时器的输入捕获功能从捕获到一个从高电平跳变到低电平开始计时，到捕获到第二个从高电平跳变到低电平结束定时，即可捕获到一个电平变化周期的时间T。（此时速度V根据【3.3速度传感器模块】描述方法计算出）。具体的代码实现见附页。4.2.3电流、电压传感器模块程序设本次选用的对应模块是ACS712模块，该模块输出的是模拟量，此时应对采集到的模拟量进行转换，转换成可视化的数字量，本次使用的控制芯片STM32F407ZGT6具有ADC功能，只需将采集到的模拟量经过ADC转换器即可完成模数的转换。4.2.4数据显示模块程序设计本文中显示模块选择的是OLED，OLED屏提供了多种的借口方式，其中并行的有6800、8080两种，提供三线或四线的SPI接口以及IIC接口，本次选择的是IIC接口。首先介绍一下IIC协议，IIC是一种同步通讯协议，数据传输依靠SCL时钟线和SDA数据线两根线传输，每次传输8bit的数据[8]。图4.5IIC总线协议图时钟线的作用是用于时间的同步，数据线顾名思义即是用于数据的传输，如图4.5所示，在空闲状态时，SDA线与SCL线都处于高电平状态，当SCL线处于高电平，主机控制SDA线由高电平跳变为低电平时，此时将作为数据传输的开始信号；当数据传输结束时，相似地，SDA在SCL的高电平期间由低电平跳变为高电平，此时结束两器件之间的通讯[9]。在传输数据时，从机在SCL线为高电平的时候检测SDA线，此期间主机必须保持SCL线为高电平，直到从机读取到数据，主机才能拉低时钟线准备下次传输的数据，数据的内容由SDA线的电平决定，高电平为“1”，低电平为“0”。}应答信号（ACK）：从机在接收到8bit的数据后，会在第九个时间周期拉低SDA的电平，向主机发送应答信号，告诉主机已经接收到数据。此时等到应答的主机在接收到从机的应答后，将会根据实际的需要来确定是否继续向从机发送数据。若从机不应答或是主机接收不到从机的应答，主机将会认为从机出现故障，结束与从机的数据交互。本设计中，只需将采集到的数据实时地写到OLED屏幕即可，代码见附页。4.2.5其他警报模块程序设计对于警报模块，设置一个安全范围，当采集到的数据超过安全范围的时候，及拉低或拉高LED与蜂鸣器对应的引脚发出报警。代码实现见附页。5系统测试通常，为了保证系统的稳定性，需要对系统做一定的测试，本次的数据采集系统也不例外，对于一个系统而言常见的测试项目有性能测试、稳定性测试，其中性能包括软件性能和硬件性能，软件性能只要针对软件的基本功能是否能正常运行，硬件性能只要针对硬件在一定的压力条件下是否能正常运行，对硬件的测试方法主要是高温测试；稳定性测试只要是测试系统在长时间运行时能否保持正常状态；由于本系统选用的硬件目前来说都是比较成熟的技术，故本次不对硬件进行高温测试，本次主要针对软件进行测试。根据本系统的功能，制定以下测试表格对系统的性能、稳定性等做全面的测试，见表5.1。表5.1系统测试表序号测试项目操作方法预期结果是否符合预期结果备注1DHT11模块1.用手触碰DHT11模块1.DHT11采集到的温度与湿度持续变化到一个稳定值，该值为人手的温度与湿度2霍尔传感器模块1.保持电机恒速转动

2.使用PMW波控制电机变速转动1.霍尔传感器采集到的速度无变化或变化幅度较小

2.霍尔传感器采集到的速度随PWM波波形变化3电流电压传感器模块1.对电流电压输入稳定电流、电压1.电流电压传感器采集到的数据无变化或变化幅度较小4报警模块1.使温度超出安全范围

2.使湿度超出安全范围

3.使温度和湿度超出安全范围1.LED等闪烁，蜂鸣器长鸣

2.LED等闪烁，蜂鸣器长鸣

3.LED等闪烁，蜂鸣器长鸣5系统稳定性1.持续8小时运行系统1.系统稳定，无出现死机现象根据表5.1所列出的测试项目，测试结果如下表5.2所示：表5.2系统测试结果表序号测试项目操作方法预期结果测试次数/时长是否符合预期结果备注1DHT11模块1.用手触碰DHT11模块1.DHT11采集到的温度与湿度持续变化到一个稳定值，该值为人手的温度与湿度20是2霍尔传感器模块1.保持电机恒速转动

2.使用PMW波控制电机变速转动1.霍尔传感器采集到的速度无变化或变化幅度较小

2.霍尔传感器采集到的速度随PWM波波形变化20是3电流电压传感器模块1.对电流电压输入稳定电流、电压1.电流电压传感器采集到的数据无变化或变化幅度较小20是4报警模块1.使温度超出安全范围

2.使湿度超出安全范围

3.使温度和湿度超出安全范围1.LED等闪烁，蜂鸣器长鸣

2.LED等闪烁，蜂鸣器长鸣

3.LED等闪烁，蜂鸣器长鸣20是5系统稳定性1.持续8小时运行系统1.系统稳定，无出现死机现象10h是测试结果显示，系统能够准确采集数据，整个系统的运行稳定，数据采集效果良好，达预期要求。6总结数据采集系统在绝大多数的领域都被广泛应用。无论是国内还是国外都在极力地开发数据采集系统。通过这段时间的设计与开发，总体上完成了一下几项工作：学习了数据采集系统理论，参考了一些相关的文献资料，并且使用了一下现有的数据采集系统，对数据采集系统有一定的了解。学习了嵌入式软件开发的一些方法和理论。查阅资料并为数据采集系统选用合适的传感器模块。设计开发数据采集系统，其中有温湿度、速度、电流电压、告警装置等模块。对设计出来的系统进行必要的测试。通过此次的实践，学到了较多的专业知识，设计中也存在许多不足，比如设计出来的系统功能仍然比较单一，应多加利用控制芯片强大的功能，实现更多实用性高的功能。参考文献[1]刘伟.基于STM32的无人直升机数据采集系统设计[D].河北工程大学,2014.[2]刘天飞李志球韦建海邬磊赵建胜.装备制造技术[D].上海:上海通大学机器人研究所,2015.[3]道客巴巴.激光坦克对战玩具系统[D].互联网.[4]张晓晓马其华何晨曦王悦凡韩惠羽.传感器与微系统[J].期刊,2019.[5]谢鑫.生理参数无线监测系统的研究与设计[J].哈尔滨理工大学,2016,(03):-.[6]周柱.基于STM32的智能小车研究[J].西南交通大学,2011,(04):-.[7]时伟伟.智能可穿戴服装中的数据无线传输研究[J].北京服装学院,2017,(03):-.[8]ST.STM32F10xxCortex-Mprogrammingmanual[J].ST,April2010.[9]孙猛.基于FPGA的运动目标检测系统[M].北京交通大学,2012,(10):-.致谢首先，感谢指导老师宋长森老师在毕业设计期间的监督与指导，并且为我论文存在的各式各样的不足之处提出许多宝贵的意见。每周开一次毕业论文会议的指导方式确实很有效，宋老师在教学方面认真负责的态度使我受益匪浅，同时也要向老师学习。其次，在此实习和毕业设计期间，感谢同班的戎毓禧同学和隔壁班的姚育强同学，他们对我设计的系统提出了宝贵的意见，并帮助我检验系统的方案的可行度，在他们的帮助下，终于也算完成了系统设计开发的工作。最后，感谢大学几年来给我上课各位老师与学院的各位工作人员，领我进入大学的带班主任赖文秀师姐，第一个带我进入车辆工程专业的老师宋长森老师，第一次带我学习汽车构造的吴德旺老师，第一次带我走进单片机世界的邹浙湘老师等等，大学期间发生了太多的第一次，谢谢你们的辛勤劳动，才能使我今天又足够的能力完成整个项目，在此向他们表示真诚的谢意。附页附页1#include"dht11.h"/* DHT11_DQ >PG9*//**功能：DHT11初始化*参数：无*返回值：无*/voidDHT11_Init(void){ //定义一个结构体变量 GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct; //1、使能GPIOG时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG,ENABLE); //2、配置以及初始化GPIO GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT; //输出模式 GPIO_InitStruct.GPIO_OType=GPIO_OType_PP; //推挽 GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP; //上拉 GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_25MHz; //要求不高，但是速率越高，功耗也会越高 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9; GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStruct); //空闲时处于高电平 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9);}/**功能：DHT11_DQ设置为输出模式*参数：无*返回值：无*/staticvoidDHT11_DQ_OUT(void){ //定义一个结构体变量 GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct; //1、使能GPIOG时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG,ENABLE); //2、配置以及初始化GPIO GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT; //输出模式 GPIO_InitStruct.GPIO_OType=GPIO_OType_PP; //推挽 GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP; //上拉 GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_25MHz; //要求不高，但是速率越高，功耗也会越高 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9; GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStruct);}/**功能：DHT11_DQ设置为输入模式*参数：无*返回值：无*/staticvoidDHT11_DQ_IN(void){ //定义一个结构体变量 GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct; //1、使能GPIOG时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG,ENABLE); //2、配置以及初始化GPIO GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN; //输出模式 GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP; //上拉 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9; GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStruct);}/**功能：DHT11读取一个字节数据*参数：无*返回值：无*/staticuint8_tDHT11_ReadByte(void) //假设读取到00011110{ uint8_ti; uint8_tdata; //xxxxxxxx for(i=0;i<8;i++) //遍历8次，每一次识别一位数据 高位先出 { //不管来的是0还是1，都有50us低电平，我们需要等过去 while(DQ_IN()==0); if(DQ_IN()==1) { delay_us(40); if(DQ_IN()==1) //如果等待40us之后检测到还是1，只能说明来的就是1 { data|=0x1<<(7-i); //i=3》data=0001xxxx }else{ data&=~(0x1<<(7-i)); //i=0》data=0xxxxxxx //i=1》data=00xxxxxx //i=2》data=000xxxxx } //等待剩余高电平结束 while(DQ_IN()==1); } } returndata;}/**功能：DHT11读取温湿度数据*参数：无*返回值：无*/intDHT11_Readdata(uint8_tData[]){ uint8_tcnt=0; //超时检测 /**********************第一步：STM32给DHT11发送起始信号***********************/ DHT11_DQ_OUT(); //DQ引脚设置为输出模式 DQ=1; delay_ms(1); DQ=0; delay_ms(20); //至少拉低18ms DQ=1; delay_us(30); //需要拉高20~40us /**********************第二步：DHT11给STM32发送响应信号***********************/ DHT11_DQ_IN(); //DQ引脚设置为输入模式 while(0==DQ_IN()) //等待80us低电平结束 { delay_us(1); cnt++; if(cnt>100) //超时判断 return-1; } cnt=0; //一定要记得清零！！！！！！！！ while(1==DQ_IN()) //等待80us高电平结束 { delay_us(1); cnt++; if(cnt>100) //超时判断 return-2; } /**********************第三步：DHT11给STM32发送40位数据***********************/ for(cnt=0;cnt<5;cnt++) //40bit数据分为5次读取，每次读取8bit(一个字节) { Data[cnt]=DHT11_ReadByte(); } /**********************第四步：检测读取的数据是否正常***********************/ if(Data[4]==(Data[0]+Data[1]+Data[2]+Data[3])) { return0; }else{ return-3; }}#include"speed_hs.h"//D0默认是高电平，但磁铁的特定一面（磁铁另一面无用）去靠近霍尔传感器模块时，D0会被拉低/*********************宏定义************************///霍尔传感器引脚#defineGUA_HALL_SENSOR_PORTGPIOB#defineGUA_HALL_SENSOR_PINGPIO_Pin_10voidGUA_Hall_Sensor_IO_Init(void){ //IO结构体 GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; //时钟使能 //RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOA时钟 //霍尔IO配置GPIO_Mode_OUT GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GUA_HALL_SENSOR_PIN; //GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN; GPIO_Init(GUA_HALL_SENSOR_PORT,&GPIO_InitStructure); }附页2原文However,memorybarrierinstructionsarenotrequirediftheMPUsetupprocessstartsbyenteringanexceptionhandler,orisfollowedbyanexceptionreturn,becausetheexceptionentryandexceptionreturnmechanismcausememorybarrierbehavior.SoftwaredoesnotneedanymemorybarrierinstructionsduringMPUsetup,becauseitaccessestheMPUthroughthePPB,whichisaStrongly-Orderedmemoryregion.Forexample,ifyouwantallofthememoryaccessbehaviortotakeeffectimmediatelyaftertheprogrammingsequence,useaDSBinstructionandanISBinstruction.ADSBisrequiredafterchangingMPUsettings,suchasattheendofcontextswitch.AnISBisrequiredifthecodethatprogramstheMPUregionorregionsisenteredusingabranchorcall.Iftheprogrammingsequenceisenteredusingareturnfromexception,orbytakinganexception,thenyoudonotrequireanISB.ANSIcannotdirectlyaccesssomeCortex-M3instructions.Thissectiondescribesintrinsicfunctionsthatcangeneratetheseinstructions,providedbytheCMISandthatmightbeprovidedbyaCcompiler.IfaCcompilerdoesnotsupportanappropriateintrinsicfunction,youmighthavetouseaninlineassemblertoaccesssomeinstructions.TheCMSISprovidestheintrinsicfunctionslistedinTable21togenerateinstructionsthatANSIcannotdirectlyaccess.Ifapendinginterruptisenabled,theNVICactivatestheinterruptbasedonitspriority.Ifaninterruptisnotenabled,assertingitsinterruptsignalchangestheinterruptstatetopending,buttheNVICneveractivatestheinterrupt,regardlessofitspriority.Alevel-sensitiveinterruptisheldasserteduntiltheperipheraldeassertstheinterruptsignal.TypicallythishappensbecausetheISRaccessestheperipheral,causingittocleartheinterruptrequest.Apulseinterruptisaninterruptsignalsampledsynchronouslyontherisingedgeoftheprocessorclock.ToensuretheNVICdetectstheinterrupt,theperipheralmustasserttheinterruptsignalforatleastoneclockcycle,duringwhichtheNVICdetectsthepulseandlatchestheinterrupt.WhentheprocessorenterstheISR,itautomaticallyremovesthependingstatefromtheinterrupt,seeHardwareandsoftwarecontrolofinterrupts.Foralevel-sensitiveinterrupt,ifthesignalisnotdeassertedbeforetheprocessorreturnsfromtheISR,theinterruptbecomespendingagain,andtheprocessormustexecuteitsISRagain.Thismeansthattheperipheralcanholdtheinterruptsignalasserteduntilitnolongerneedsservicing.Apendinginterruptremainspendinguntiloneofthefollowing:TheprocessorenterstheISRfortheinterrupt.Thischangesthestateoftheinterruptfrompendingtoactive.Then:–Foralevel-sensitiveinterrupt,whentheprocessorreturnsfromtheISR,theNVICsamplestheinterruptsignal.Ifthesignalisasserted,thestateoftheinterruptchangestopending,whichmightcausetheprocessortoimmediatelyre-entertheISR.Otherwise,thestateoftheinterruptchangestoinactive.–Forapulseinterrupt,theNVICcontinuestomonitortheinterruptsignal,andifthisispulsedthestateoftheinterruptchangestopendingandactive.Inthiscase,whentheprocessorreturnsfromtheISRthestateoftheinterruptchangestopending,whichmightcausetheprocessortoimmediatelyre-entertheISR.IftheinterruptsignalisnotpulsedwhiletheprocessorisintheISR,whentheprocessorreturnsfromtheISRthestateoftheinterruptchangestoinactive.Softwarewritestothecorrespondinginterruptclear-pendingregisterbit.Foralevel-sensitiveinterrupt,iftheinterruptsignalisstillasserted,thestateoftheinterruptdoesnotchange.Otherwise,thestateoftheinterruptchangestoinactive.Forapulseinterrupt,stateoftheinterruptchangesto:–Inactive,ifthestatewaspending–Active,ifthestatewasactiveandpending.AninstructionoperandcanbeanARMregister,aconstant,oranotherinstruction-specificparameter.Instructionsactontheoperandsandoftenstoretheresultinadestinationregister.Whenthereisadestinationregisterintheinstruction,itisusuallyspecifiedbeforetheoperands.译文：但是，如果MPU设置过程通过输入异常处理程序开始或之后返回异常，则不需要内存屏障指令，因为异常输入和异常返回机制会导致内存屏障行为。在MPU设置期间，软件不需要任何内存屏障指令，因为它通过PPB（一个强序内存区域）访问MPU。例如，如果您希望所有存储器访问行为在编程顺序后立即生效，请使用DSB指令和ISB指令。更改MPU设置后（例如在上下文切换结束时），需要DSB。如果使用分支或调用输入了对MPU区域编程的代码，则需要ISB。如果使用从异常返回或通过接受异常输入编程顺序，则不需要ISB。ANSI无法直接访问某些Cortex-M3指令。本节介绍了可以生成这些指令的内部函数，这些指令由CMIS提供，也可能由C编译器提供。如果C编译器不支持适当的内部函数，则可能必须使用内联汇编器来访问某些指令。CMSIS提供表21中列出的固有功能，以生成ANSI无法直接访问的指令。如果启用了待处理的中断，则NVIC会根据其优先级激活该中断。如果未启用中断，则断言其中断信号会将中断状态更改为挂起，但NVIC不会激活该中断，无论其优先级如何。高电平敏感中断将保持有效，直到外设将中断信号置为无效为止。通常，发生这种情况是因为ISR访问外围设备，导致它清除了中断请求。脉冲中断是在处理器时钟的上升沿同步采样的中断信号。为了确保NVIC检测到中断，外设必须在至少一个时钟周期内声明中断信号，在此期间NVIC检测到脉冲并锁存中断。处理器进入ISR后，它将自动从中断中删除挂起状态，请参阅中断的硬件和软件控制。对于电平敏感的中断，如果在处理器从ISR返回之前没有取消声明信号，则中断将再次变为未决状态，并且处理器必须再次执行其ISR。这意味着外设可以保持断言的中断信号，直到不再需要服务为止。待决的中断将一直待决，直到下列情况之一：处理器输入中断的ISR。这会将中断状态从挂起更改为活动。然后：–对于级别敏感的中断，当处理器从ISR返回时，NVIC对中断信号进行采样。如果该信号有效，则中断状态将变为挂起，这可能导致处理器立即重新输入ISR。否则，中断状态将变为非活动状态。–对于脉冲中断，NVIC继续监视中断信号，如果发出脉冲，则中断状态将更改为未决和有效。在这种情况下，当处理器从ISR返回时，中断状态将变为挂起状态，这可能导致处理器立即重新进入ISR。如果在处理器处于ISR时未发出中断信号，则当处理器从ISR返回时，中断状态将变为非活动状态。软件写入相应的中断清除挂起寄存器位。对于电平敏感的中断，如果中断信号仍然有效，则中断状态不会改变。否则，中断状态将变为非活动状态。对于脉冲中断，中断状态更改为：–非活动状态（如果状态为待定）–活动，如果状态为活动和未决。指令操作数可以是ARM寄存器，常量或其他特定于指令的参数。指令作用于操作数，通常将结果存储在目标寄存器中。当指令中有目标寄存器时，通常在操作数之前指定目标寄存器。

HYPERLINK如何给电脑重做系统给电脑重做系统，自己学学，可少花钱，哈哈[图]

一、准备工作:

如何重装电脑系统

首先，在启动电脑的时候按住DELETE键进入BIOS，选择AdvancedBIOSFeatures选项，按Enter键进入设置程序。选择FirstBootDevice选项，然后按键盘上的PageUp或PageDown键将该项设置为CD-ROM，这样就可以把系统改为光盘启动。

其次，退回到主菜单，保存BIOS设置。（保存方法是按下F10，然后再按Y键即可）

1.准备好WindowsXPProfessional简体中文版安装光盘,并检查光驱是否支持自启动。

2.可能的情况下，在运行安装程序前用磁盘扫描程序扫描所有硬盘检查硬盘错误并进行修复，否则安装程序运行时如检查到有硬盘错误即会很麻烦。

3.用纸张记录安装文件的产品密匙(安装序列号)。

4.可能的情况下，用驱动程序备份工具(如:驱动精灵2004V1.9Beta.exe)将原WindowsXP下的所有驱动程序备份到硬盘上(如∶F:Drive)。最好能记下主板、网卡、显卡等主要硬件的型号及生产厂家，预先下载驱动程序备用。

5.如果你想在安装过程中格式化C盘或D盘(建议安装过程中格式化C盘)，请备份C盘或D盘有用的数据。

二、用光盘启动系统:

(如果你已经知道方法请转到下一步),重新启动系统并把光驱设为第一启动盘,保存设置并重启。将XP安装光盘放入光驱,重新启动电脑。刚启动时，当出现如下图所示时快速按下回车键，否则不能启动XP系统光盘安装。如果你不知道具体做法请参考与这相同的-->如何进入纯DOS系统:

光盘自启动后,如无意外即可见到安装界面,将出现如下图1所示

查看原图

全中文提示,“要现在安装WindowsXP,请按ENTER”，按回车键后,出现如下图2所示

查看原图

许可协议,这里没有选择的余地，按“F8”后如下图3

HYPERLINK

查看原图

这里用“向下或向上”方向键选择安装系统所用的分区，如果你已格式化C盘请选择C分区，选择好分区后按“Enter”键回车，出现下图4所示

查看原图

这里对所选分区可以进行格式化,从而转换文件系统格,或保存现有文件系统,有多种选择的余地,但要注意的是NTFS格式可节约磁盘空间提高安全性和减小磁盘碎片但同时存在很多问题MacOS和98/Me下看不到NTFS格式的分区,在这里选“用FAT文件系统格式化磁盘分区(快),按“Enter”键回车，出现下图5所示

查看原图

格式化C盘的警告,按F键将准备格式化c盘,出现下图6所示

HYPERLINK

查看原图

由于所选分区C的空间大于2048M(即2G),FAT文件系统不支持大于2048M的磁盘分区,所以安装程序会用FAT32文件系统格式对C盘进行格式化,按“Enter”键回车，出现下图7所示

查看原图图7中正在格式化C分区;只有用光盘启动或安装启动软盘启动XP安装程序,才能在安装过程中提供格式化分区选项；如果用MS-DOS启动盘启动进入DOS下,运行i386\winnt进行安装XP时,安装XP时没有格式化分区选项。格式化C分区完成后,出现下图8所示

被过滤广告

查看原图

图8中开始复制文件,文件复制完后，安装程序开始初始化Windows配置。然后系统将会自动在15秒后重新启动。重新启动后,出现下图9所示

HYPERLINK

查看原图

9

查看原图

过5分钟后，当提示还需33分钟时将出现如下图10

HYPERLINK

查看原图

区域和语言设置选用默认值就可以了，直接点“下一步”按钮，出现如下图11

查看原图

这里输入你想好的姓名和单位，这里的姓名是你以后注册的用户名，点“下一步”按钮，出现如下图12

HYPERLINK

查看原图

如果你没有预先记下产品密钥（安装序列号）就大件事啦！这里输入安装序列号，点“下一步”按钮，出现如下图13

HYPERLINK

查看原图

安装程序自动为你创建又长又难看的计算机名称,自己可任意更改，输入两次系统管理员密码，请记住这个密码，Administrator系统管理员在系统中具有最高权限