stm32示波器程序及硬件電路設(shè)計 12位1MHz采樣速率

ID:556863 · 發(fā)表于 2020-11-12 20:43

設(shè)計指標(biāo)：
主控:                   STM32F103ZET6
液晶屏:                4.3寸TFT480×272  65K彩色LCD顯示屏  FSMC
AD:                   12位1MHz采樣速率
最高實時取樣率：       1Msps  8Bits
取樣緩沖器深度：       5K
垂直靈敏度：          5V，1V，500mV,200mV,100mV,50mV,20mV,10mV;
水平時基范圍：2S,1S,500mS,200mS,100mS,50mS,20mS,10mS,5mS,2mS,1mS,500uS,200uS,100uS,50uS,20uS,10uS,5uS,2uS,1uS
輸入阻抗：             ≥1MΩ
最高輸入電壓：          30Vpp
耦合方式：             AC/DC
觸發(fā)功能：             實現(xiàn)自動、常規(guī)、單次觸發(fā)方式 ,上升或下降邊沿觸發(fā)
參數(shù)計算：             頻率、周期、占空比、交流峰-峰值、平均值
觸發(fā)電平：             觸發(fā)電平高低位置可調(diào)，觸發(fā)時基位置可調(diào)
實現(xiàn)RUN/STOP功能

功能預(yù)留：
1、波形發(fā)生器：使用STM32一路DA實現(xiàn)正弦，三角波，方波輸出。任意一種波形幅值在
            0-3.3V任意可調(diào)、頻率在一定范圍任意可調(diào)、方波占空比可調(diào)。調(diào)節(jié)選項
            可以通過觸摸屏完成設(shè)置。
2、SD卡存儲： SD卡波形存儲輸出，能夠?qū)Ξ?dāng)前屏幕截屏，以JPG格式存儲在SD卡上。能夠存儲1S內(nèi)的波形數(shù)據(jù)，可以隨時調(diào)用查看。
3、數(shù)據(jù)傳輸：  用C#編寫上位機(jī)，通過串口完成對下位機(jī)的控制。初步功能為：（1）實現(xiàn)STOP/RUN功能（2）輸出波形電壓、時間參數(shù)（3）控制截屏（4）控制波形發(fā)生器（5）其他
4、圖形接口：  完成UCGUI的移植和使用工作。
5、遠(yuǎn)期計劃：  添加FFT等等
1、采樣速率：600Sa/s，6kSa/s ，60kSa/s，600kSa/s ，3MSa/s，，6MSa/s，30MSa/s ，60MSa/s
2、水平掃速：250 ns*、500ns、1μs、5 μs、10μs、50μs、500 μs、5ms 、50ms
3、垂直電壓靈敏度：10mV/div, 20mV/div, 50mV/div, 0.1V/div, 0,2V/div, 0.5V/div, 1V/div,
2V/div, 5V/div
4、被測信號的各種參數(shù)屏幕顯示，包括頻率、電壓峰峰值等。
Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)

電路原理圖如下：

主程序：
#include "stm32f10x.h"
#include "ucos_ii.h"
#include "app.h"
#include "GUI.h"

#include "usart1.h"
#include "pincfg.h"
#include "delay.h"
#include "tft_api.h"
#include "dac.h"
#include "adc.h"
#include "iwdg.h"
#include "timer.h"
#include "EXTI.H"
#include "oscilloscope.h"
#include "indkey.h"
#include "tsc2046.h"

#include "task_rtc.h"
#include "task_gui.h"
#include "task_sd.h"

/*-----------------------------------------
                              聲明起始任務(wù)棧
------------------------------------------*/
OS_STK  Task_Start_Stk[TASK_START_STK_SIZE];

/*-----------------------------------------
因為涉及到對共享資源的訪問,創(chuàng)建互斥信號量
------------------------------------------*/
OS_EVENT *LCD_Buffer_MUTEX;
OS_EVENT *USART_Buffer_MUTEX;
OS_EVENT *SDtoRAM_Buffer_MUTEX;
/*-----------------------------------------
                              主函數(shù)
------------------------------------------*/
int main(void)
{
      INT8U err;
   SystemInit();                //初始化RCC時鐘
      OSInit();

      LCD_Buffer_MUTEX    = OSMutexCreate(4,&err);       //創(chuàng)建3個共享資源互斥信號量
      USART_Buffer_MUTEX = OSMutexCreate(4,&err);
      SDtoRAM_Buffer_MUTEX = OSMutexCreate(4,&err);

   OSTaskCreate(Task_Start,(void *)0,&Task_Start_Stk[TASK_START_STK_SIZE-1],TASK_START_PRIO); //起始任務(wù)

      OSStart();
}
/*-------------------------------------------------------------------------------
函數(shù)功能:初始化各種外設(shè)
說明:因為跑操作系統(tǒng),所以外設(shè)的初始化應(yīng)該放在操作系統(tǒng)的初始任務(wù)中完成,不能
      在while(1)循環(huán)外部完成外設(shè)的初始化工作,否則操作系統(tǒng)可能無法啟動.
               本函數(shù)在app.c中被調(diào)用
-------------------------------------------------------------------------------*/
void BSP_Init(void)
{
      OS_CPU_SR  cpu_sr = 0u;
      OS_ENTER_CRITICAL();
      DelayInit();                //初始化延時
      PinCfg();                      //外部器件控制配置
      FSMC_LCD_Init();       //FSMC總線配置
      GUI_Init();                      //初始化UCGUI界面
      TSC2046_Config();       //初始化觸摸控制器
      USART1_Config();       //初始化串口
      DAC_Config();                //初始化DAC1
      ADC1_Init();                //初始化ADC1
      EXTI_Config();                //初始化外部中斷
      Key_EXTI_Config();       //初始化按鍵中斷
      TIM5_Config(1999,71);  //TIM5以1MHz頻率計數(shù),每2ms溢出中斷
//       TIM4_Config(59999,71); //TIM4以1MHz頻率計數(shù),每60ms溢出中斷
      RTC_Init();                         //初始化RTC
//       SD_Init();
      JDQ_ACDC = 1;                //交流耦合
      ManualGainScan(3); //調(diào)試用
      IWDG_Init(4,625);    //喂狗時間為1000ms
      OS_EXIT_CRITICAL();
}
設(shè)計文檔：

設(shè)計指標(biāo)：

主控: STM32F103ZET6

液晶屏: 4.3寸TFT480×272 65K彩色LCD顯示屏 FSMC

AD: 12位1MHz采樣速率

最高實時取樣率： 1Msps 8Bits

取樣緩沖器深度： 5K

垂直靈敏度： 5V，1V，500mV,200mV,100mV,50mV,20mV,10mV;

水平時基范圍：2S,1S,500mS,200mS,100mS,50mS,20mS,10mS,5mS,2mS,1mS,500uS,200uS,100uS,50uS,20uS,10uS,5uS,2uS,1uS

輸入阻抗： ≥1MΩ

最高輸入電壓： 30Vpp

耦合方式： AC/DC

觸發(fā)功能：實現(xiàn)自動、常規(guī)、單次觸發(fā)方式 ,上升或下降邊沿觸發(fā)

參數(shù)計算：頻率、周期、占空比、交流峰-峰值、平均值

觸發(fā)電平：觸發(fā)電平高低位置可調(diào)，觸發(fā)時基位置可調(diào)

實現(xiàn)RUN/STOP功能

功能預(yù)留：

1、波形發(fā)生器：使用STM32一路DA實現(xiàn)正弦，三角波，方波輸出。任意一種波形幅值在

0-3.3V任意可調(diào)、頻率在一定范圍任意可調(diào)、方波占空比可調(diào)。調(diào)節(jié)選項

可以通過觸摸屏完成設(shè)置。

2、SD卡存儲：SD卡波形存儲輸出，能夠?qū)Ξ?dāng)前屏幕截屏，以JPG格式存儲在SD卡上。能夠存儲1S內(nèi)的波形數(shù)據(jù)，可以隨時調(diào)用查看。

3、數(shù)據(jù)傳輸：用C#編寫上位機(jī)，通過串口完成對下位機(jī)的控制。初步功能為：（1）實現(xiàn)STOP/RUN功能（2）輸出波形電壓、時間參數(shù)（3）控制截屏（4）控制波形發(fā)生器（5）其他

4、圖形接口：完成UCGUI的移植和使用工作。

5、遠(yuǎn)期計劃：添加FFT等等

1、采樣速率：600Sa/s，6kSa/s ，60kSa/s，600kSa/s ，3MSa/s，，6MSa/s，30MSa/s ，60MSa/s

2、水平掃速：250 ns*、500ns、1μs、5 μs、10μs、50μs、500 μs、5ms 、50ms

3、垂直電壓靈敏度：10mV/div, 20mV/div, 50mV/div,0.1V/div, 0,2V/div, 0.5V/div, 1V/div,

2V/div,5V/div

4、被測信號的各種參數(shù)屏幕顯示，包括頻率、電壓峰峰值等。

硬件電路

全部資料51hei下載地址(資料為網(wǎng)上轉(zhuǎn)載,PCB還未布線,還有一些不完善,望大家一起來完善)：

硬件設(shè)計.zip (2.65 MB, 下載次數(shù): 82)

設(shè)計文檔.zip (60.19 KB, 下載次數(shù): 67)

源代碼.7z (1.29 MB, 下載次數(shù): 88)

ID:883177 · 發(fā)表于 2021-2-7 16:06

好的論壇，好的學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)這個春節(jié)加強學(xué)習(xí)

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