STM32單片機(jī)示波器(pyhton上位機(jī))

ID:771642 · 發(fā)表于 2023-5-30 16:59

本設(shè)計以Python為上位機(jī)制作的STM32示波器，實現(xiàn)了波形顯示、頻率計算、波形保存等功能，代碼均有完整中文注釋，供大家參考（如果有條件，使用OLED顯示屏當(dāng)做上位機(jī)實現(xiàn)該設(shè)計，這樣有效的減少了上位機(jī)界面刷新的延遲）

文件包括上位機(jī) 下位機(jī) 測試數(shù)據(jù)等

上位機(jī)程序：

import serial
import threading
import time
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
import tkinter as tk
from tkinter import ttk
from tkinter import filedialog
from PIL import Image, ImageTk
import numpy as np
class Oscilloscope:
def __init__(self, master):
self.master = master # 定義 master 變量
self.master.title("簡易示波器") # 設(shè)置窗口標(biāo)題
self.master.geometry("1400x600") # 設(shè)置窗口大小
self.master.resizable(False, False) # 設(shè)置窗口不可調(diào)整大小
self.master.protocol("WM_DELETE_WINDOW", self.close_window) # 設(shè)置關(guān)閉窗口時調(diào)用的方法
self.ser = None # 定義 ser 變量，初始值為 None
self.baudrate = tk.StringVar(value="921600") # 定義波特率變量，初始值為 "921600"
self.port = tk.StringVar(value="COM5") # 定義端口變量，初始值為 "COM11"
self.size = tk.StringVar(value=50)
self.MAXvar = tk.StringVar()
self.MINvar = tk.StringVar()
self.Fvar = tk.StringVar()
self.Fsvar = tk.StringVar()
self.pause = tk.BooleanVar(value=False) # 定義暫停變量，初始值為 False
self.fig = plt.Figure(figsize=(6, 4), dpi=100) # 創(chuàng)建一個 Figure 對象
self.ax = self.fig.add_subplot(111) # 在 Figure 對象中添加一個子圖
self.canvas = FigureCanvasTkAgg(self.fig, master=self.master) # 創(chuàng)建一個畫布對象
self.canvas.get_tk_widget().pack(side=tk.TOP, fill=tk.BOTH, expand=True) # 將畫布添加到窗口中
self.toolbar = tk.Frame(master=self.master) # 創(chuàng)建一個工具欄對象
self.toolbar.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X) # 將工具欄添加到窗口中
self.pause_button = ttk.Checkbutton(self.toolbar, text="暫停", variable=self.pause, command=self.pause_waveform, width=6) # 創(chuàng)建一個暫停按鈕
self.pause_button.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將暫停按鈕添加到工具欄中
self.save_button = ttk.Button(self.toolbar, text="保存圖片", command=self.save_waveform, width=8) # 創(chuàng)建一個保存按鈕
self.save_button.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將保存按鈕添加到工具欄中
self.port_label = ttk.Label(self.toolbar, text="端口:", width=6) # 創(chuàng)建一個端口標(biāo)簽
self.port_label.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將端口標(biāo)簽添加到工具欄中
self.port_combobox = ttk.Combobox(self.toolbar, textvariable=self.port, values=["COM1", "COM2", "COM3", "COM4", "COM5", "COM6", "COM7", "COM8","COM10"], width=6) # 創(chuàng)建一個端口下拉框
self.port_combobox.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將端口下拉框添加到工具欄中
self.baudrate_label = ttk.Label(self.toolbar, text="波特率:", width=6) # 創(chuàng)建一個波特率標(biāo)簽
self.baudrate_label.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將波特率標(biāo)簽添加到工具欄中
self.baudrate_combobox = ttk.Combobox(self.toolbar, textvariable=self.baudrate, values=["9600", "115200","921600"], width=6) # 創(chuàng)建一個波特率下拉框
self.baudrate_combobox.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將波特率下拉框添加到工具欄中
self.baudrate_label = ttk.Label(self.toolbar, text="橫軸長度:", width=8) # 創(chuàng)建一個波特率標(biāo)簽
self.baudrate_label.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將波特率標(biāo)簽添加到工具欄中
self.baudrate_combobox = ttk.Combobox(self.toolbar, textvariable=self.size, values=[50, 100, 200, 500, 1000], width=5) # 創(chuàng)建一個橫坐標(biāo)尺寸下拉框
self.baudrate_combobox.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將波特率下拉框添加到工具欄中
self.connect_button = ttk.Button(self.toolbar, text="連接", command=self.connect, width=6) # 創(chuàng)建一個連接按鈕
self.connect_button.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將連接按鈕添加到工具欄中
self.disconnect_button = ttk.Button(self.toolbar, text="斷開連接", command=self.disconnect, width=8) # 創(chuàng)建一個斷開連接按鈕
self.disconnect_button.pack(side=tk.LEFT, padx=5)
self.disconnect_button = ttk.Button(self.toolbar, text="清除圖像", command=self.clear, width=8) # 創(chuàng)建一個斷開連接按鈕
self.disconnect_button.pack(side=tk.LEFT, padx=5) # 將斷開連接按鈕添加到工具欄中
······

復(fù)制代碼

下位機(jī)主程序：

/**********************************************************
MCU接線說明
采樣接口：PA6
正弦波：PA4
三角波：PA5
增加采樣頻率：KEY0
降低采樣頻率：KEY1
基于正點原子精英板 MCU STM32F1Z8T6
時間：2023年5月12日
***********************************************************/
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#include "adc.h"
#include "dma.h"
#include "timer.h"
#include "table_fft.h"
#include "stm32_dsp.h"
#include "math.h"
#include "key.h"
#include "BEEP.h"
#include "dac.h"
#include "exti.h"
#define NPT 1024 //采樣次數(shù)
#define PI2 6.28318530717959 //2*pi 用于正弦波生成
void InitBufInArray(void); //正弦波輸出緩存
void sinout(void); //正弦波輸出
void GetPowerMag(void); //FFT變換，輸出頻率
void sendData(void);
int long fftin [NPT]; //FFT輸入 x[n]
int long fftout[NPT]; //FFT輸出 X[k]
u32 FFT_Mag[NPT/2]={0}; //幅頻特性
u16 magout[NPT]; //模擬正弦波輸出緩存區(qū)
u16 currentadc; //實時采樣數(shù)據(jù)
u16 adcx[NPT]; //adc數(shù)值緩存
u32 adcmax; //采樣最大值和最小值
u32 adcmin;
u8 adc_flag=0; //采樣結(jié)束標(biāo)志
u8 key_flag=0; //按鍵掃描標(biāo)志
u8 show_flag=1; //更新暫停標(biāo)志
u16 T=2000; //定時器2重載值，不能小于PWM的Pluse值
u16 pre=36; //定時器2預(yù)分頻值
u32 fre; //采樣頻率 Hz
u16 F; //波形頻率
u16 temp=0; //幅值最大的頻率成分
u16 t=0;
u16 key; //按鍵
int main()
{
u16 i;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
MYDMA1_Config(DMA1_Channel1,(u32)&ADC1->DR,(u32)¤tadc,1);
uart_init(921600);
delay_init();
LED_Init();
EXTIX_Init();
Adc_Init();
InitBufInArray();
TIM4_Int_Init(1,35); //三角波和噪聲頻率控制，
TIM3_Int_Init(39,71); //72MHz/40/72=25kHz 25kHz/1024≈25Hz 正弦波頻率約為24.5Hz
TIM2_PWM_Init(T-1,pre-1); //最大頻率72000000/1/2000=3.6KHz
Dac1_Init();
Dac2_Init();
while(1)
{
//等待采樣完成
while(adc_flag==0)
{
LED1=!LED1;
sendData(); //發(fā)數(shù)據(jù)給上位機(jī)
delay_ms(100);
}

復(fù)制代碼

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