STM32与上位机Python通信实现电压数据采集与动态图表绘制

首先，STM32用于采集电压数据，并通过串口将数据发送至上位机。在上位机端，Python程序接收数据，并使用matplotlib库将数据绘制成动态图像。在程序设计中，采用了线程处理机制以及队列数据结构来保证数据的实时性和程序的稳定性。此外，使用了Python的serial、time、threading、matplotlib和queue库来实现串口通信、时间控制、多线程处理、数据绘图和数据存储等任务。实验使用的STM32型号为f103zet6，即野火指南者，它具有DMA（直接内存访问）功能，可以高效地进行串口通信和数据采集。" 知识点详细说明: 1. STM32微控制器: - STM32系列微控制器是由STMicroelectronics公司生产的一款广泛使用的32位ARM Cortex-M微控制器。STM32f103zet6是其中的一种型号，具有丰富的外设接口和较高的处理能力。 - 野火指南者是一个基于STM32的开发板，它通常用于嵌入式系统的学习和开发。 - DMA（直接内存访问）是一种硬件机制，允许外设和内存之间的数据传输不需要CPU的干预，从而降低了CPU负载，提高了传输效率。 - 在本例中，STM32通过DMA进行串口通信和电压数据采集，保证了数据传输的实时性和准确性。 2. Python与STM32通信: - Python通过串口与STM32进行通信，通常使用Python的serial库来实现。该库可以配置串口的各种参数，如波特率、数据位、停止位和校验位等，并提供了读写串口数据的接口。 - 通信过程涉及到数据的采集、传输和处理，Python脚本负责接收STM32发送的数据，并进行进一步的处理，如保存、绘图等。 3. Python编程库: - serial库：用于实现串口通信，能够打开串口、发送数据、接收数据以及设置串口的配置参数。 - time库：用于处理时间相关的功能，如延时、计算时间差等，在本例中可能用于控制数据采集和绘图的定时。 - threading库：用于创建和管理线程，本例中可能用以实现数据处理的并发执行，提高程序的响应速度和效率。 - matplotlib库：是一个绘图库，常用于生成各种静态、动态、交互式的图表，本例中用于绘制电压数据的动态图像。 - queue库：提供了线程安全的队列实现，可以用于线程间的数据传递，保证了数据在多线程环境中的安全性和有序性。 4. 数据采集与处理: - STM32通过ADC（模数转换器）采集模拟电压信号，并将其转换为数字信号。 - 使用DMA（直接内存访问）可以高效地将ADC采集的电压数据直接传输到内存中，避免了CPU的频繁中断，提高了数据处理的效率。 - Python脚本通过串口读取STM32发送的数据，保存到列表结构中，并使用matplotlib库生成电压数据的动态变化图。 5. 文件说明: - "2-ADC—单通道（DMA读取）"：可能是包含STM32单通道ADC采样并利用DMA读取的固件代码文件。 - "readme.md"：通常是项目中的说明文档，包含了项目的安装、运行和配置指南等。 - "串口通讯.py"：是Python脚本文件，负责与STM32进行通信，接收数据并进行处理。 总结，本项目的成功实施展示了如何利用STM32强大的硬件功能与Python强大的软件能力结合，实现高效、实时的数据采集、传输和可视化。这种跨平台的开发方式非常适合于需要快速原型开发和功能迭代的场景。