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STM32数字示波器+详细注释+上位机C#程序+硬件PCB原理图

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coolice 发表于 2021-12-15 16:05:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
完整资料下载:
stm32 keil C程序源码.zip (10.07 MB, 售价: 5 E币)
上位机源码C#.zip (9.84 MB, 售价: 5 E币)
硬件PCB及模块电路仿真.zip (2.77 MB, 售价: 5 E币)
设计文档.zip (60.62 KB)
设计文档附件内容:
STM32示波器通信协议.xlsx
增益计算表.xlsx
用四个字节十六进制数表示单精度浮点数.docx
示波器时间表.docx
设计指标.docx
12.jpg
硬件pcb及模块电路仿真附件内容:
电平平移.ms12
示波器AD板.pdf
示波器AD板最终实物版图.PcbDoc
示波器上层板.pdf
示波器上层板最终实物版图.PcbDoc
示波器前端电路.ms12
耦合——衰减电路.ms12
11.jpg
设计指标:
主控:STM32F103ZET6
液晶屏:4.3寸TFT480×272  65K彩色LCD显示屏  FSMC
AD:12位1MHz采样率
最高实时取样率:1MSa/s  12Bits
取样缓冲器深度:5K  
垂直灵敏度:                            5V,1V,500mV,200mV,100mV,50mV,20mV,10mV;  
水平时基范围:2S,1S,500mS,200mS,100mS,50mS,20mS,10mS,5mS,2mS,1mS,500uS,200uS,100uS,50uS,20uS,10uS,5uS,2uS,1uS
输入阻抗:                                 ≥1MΩ
最高输入电压:                       30Vpp
耦合方式:                                 AC/DC
触发功能:                                 实现自动、常规、单次触发方式 ,上升或下降边沿触发  
参数计算:                                 频率、周期、占空比、交流峰-峰值、平均值、光标追踪显示
RUN/STOP

功能:
1、波形发生器:使用STM32一路DA实现正弦,三角波,方波,白噪声输出。 任意一种波形幅值在0-3.3V任意可调、频率在一定范围任意可调、方波占空比可调。调节选项可以通过触摸屏完成设置。
2、SD卡存储: SD卡波形存储输出,能够对当前屏幕截屏,以JPG格式存储在SD卡上。能够存储1S内的波形数据,可以随时调用查看。
3、数据传输:  用C#编写上位机,通过串口完成对下位机的控制。(1)实现STOP/RUN功能(2)输出波形电压、时间参数(3)控制截屏(4)控制波形发生器(5)控制完成FFT(6)波形的存储和显示
4、图形接口:  UCGUI
2、水平扫速:  250 ns*、500ns、1μs、5 μs、10μs、50μs、500 μs、5ms 、50ms
3、垂直电压灵敏度:10mV/div, 20mV/div, 50mV/div, 0.1V/div, 0,2V/div, 0.5V/div, 1V/div,
2V/div, 5V/div
4、被测信号的各种参数屏幕显示,包括频率、电压峰峰值等。
1.jpg
这是上位机的程序
2.jpg
测试时候的照片
3.jpg
测试正弦波
4.jpg
PCB
6.jpg
模拟电路板
7.jpg
侧面的照片
8.jpg
部分源码:(完整源码见相关附件)
  1. #include "stm32f10x.h"

  2. #include "adc.h"
  3. #include "oscilloscope.h"
  4. #include "ucos_ii.h"
  5. #include "tft_api.h"
  6. /*-----------------------------------------
  7.                             声明变量
  8. ------------------------------------------*/
  9. extern WaveType WaveInfo;
  10. extern WaveMode WaveCtrl;
  11. volatile u16 ADCConvertedValue[SAMPDEPTH];//AD转换缓冲区,占用RAM 0.8KB

  12. /*-----------------------------------------
  13.                             ADC1端口初始化
  14. ------------------------------------------*/
  15. void ADC1_GPIO_Init(void)
  16. {
  17.         GPIO_InitTypeDef IO_Init;
  18.         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
  19.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
  20.         //C1模拟输入
  21.         IO_Init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
  22.         IO_Init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  23.         GPIO_Init(GPIOC,&IO_Init);
  24. }

  25. /* #define ADC1_DR_Address ((unsigned int)0x40012400+0x4c) */
  26. /* unsigned short int ADC1_DMA_Value; */
  27. /*--------------------------------------------------
  28. 函数说明:配置ADC1完成AD采集,是本示波器最核心的部分.
  29. 配置方案:ADC1由TIM3提供的触发事件进行触发AD转换,控
  30.                    制TIM3的速率就可以完成采样率的改变.同时采
  31.                   用DMA完成数据传输,注入通道1完成内部温度传
  32.                   感器AD采集.
  33. --------------------------------------------------*/
  34. void ADC1_Mode_Config(void)
  35. {
  36.         //配置DMA
  37.         DMA_InitTypeDef DMA_csh;
  38.         ADC_InitTypeDef ADC_csh;
  39.         TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  40.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  41.         DMA_DeInit(DMA1_Channel1);                                             //DMA复位,通道1
  42.         DMA_csh.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;  //ADC1地址
  43.         DMA_csh.DMA_MemoryBaseAddr = (unsigned int)ADCConvertedValue;  //内存地址
  44.         DMA_csh.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  
  45.         DMA_csh.DMA_BufferSize = SAMPDEPTH;                                            //缓冲大小为采样深度
  46.         DMA_csh.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  //外设地址固定
  47.         DMA_csh.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                         //内存地址自增
  48.         DMA_csh.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;  
  49.         DMA_csh.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
  50.         DMA_csh.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;                                          //循环传输
  51.         DMA_csh.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                                  //DMA优先级高
  52.         DMA_csh.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
  53.         DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_csh);                                                  //写入DMA1配置参数
  54.         DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);                                                           //使能DMA1通道1
  55.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel1,DMA_IT_TC,ENABLE);                        //使能DMA CH1中断

  56.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
  57.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel1_IRQn;
  58.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  59.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  60.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  61.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

  62.         //配置TIM3工作在18MHz,为AD提供触发
  63.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
  64.         TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
  65.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1;         
  66.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 99;         //工作在18M,每格最大值时,不至于溢出      
  67.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;   
  68.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  
  69.         TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);
  70.         TIM_SelectOutputTrigger(TIM3,TIM_TRGOSource_Update); //使用TIM3事件更新作为ADC触发
  71.         
  72.         //配置ADC
  73.         ADC_csh.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;                  //独立ADC模式
  74.     ADC_csh.ADC_ScanConvMode = DISABLE;                           //关闭扫描模式
  75.         ADC_csh.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;                  //连续AD转换开启
  76.         ADC_csh.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T3_TRGO;  //由TIM3提供的触发事件进行触发AD转换
  77.         ADC_csh.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;         //数据右对齐
  78.         ADC_csh.ADC_NbrOfChannel = 1;                                          //要转换的通道数目1
  79.         ADC_Init(ADC1,&ADC_csh);                                                   //写入ADC1配置参数
  80.         ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_11,1,ADC_SampleTime_1Cycles5);//采样速率1M
  81.         ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);                                                 //使能ADC1 DMA
  82.         ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1,ENABLE);                        //打开ADC1外部触发
  83.         
  84.         ADC_InjectedChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_16,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);         //配置ADC1通道16为注入通道1
  85.         ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADC1,ADC_ExternalTrigInjecConv_None);         //软件触发注入通道的转换
  86.         ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);                                                                                         //使能温度传感器

  87.         ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);                                                         //使能ADC1
  88.         ADC_ResetCalibration(ADC1);                                                  //复位校准寄存器
  89.         while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));     //等待校准寄存器复位完成
  90.         ADC_StartCalibration(ADC1);                                                  //开始校准
  91.         while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));                         //等待校准完成
  92.         TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
  93. }
  94. /*-----------------------------------------
  95. 函数说明:通过注入通道1转换内部温度传感器
  96.                    AD值,读取10次有效数据取平均返回
  97. ------------------------------------------*/
  98. u16 GetTempSensor(void)   
  99. {
  100.         u16 temp=0,i,k=0;
  101.         for(i=0; i<10; )
  102.         {
  103.                 ADC_SoftwareStartInjectedConvCmd(ADC1,ENABLE);        //软件触发注入通道的转换
  104.                 k = (0x6EE - ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1,ADC_InjectedChannel_1)) / 0x05 + 25;
  105.                 if(k>0 && k<100)
  106.                 {
  107.                         temp += k;
  108.                         i++;
  109.                 }
  110.         }
  111.         temp /= 10;
  112.         return temp;            
  113. }
  114. /*-----------------------------------------
  115. 函数说明:ADC1初始化
  116. ------------------------------------------*/
  117. void ADC1_Init(void)
  118. {
  119.         ADC1_GPIO_Init();
  120.         ADC1_Mode_Config();
  121. }
  122. /*-----------------------------------------
  123. 函数说明:ADC传输DMA通道1中断服务程序
  124.                    DMA把AD值传输到缓冲区完成后关闭定
  125.                   时器3(作为触发AD转换的定时器)同时
  126.                   置更新完成标志位为1,开定时器3在应
  127.                   用中开启.
  128. ------------------------------------------*/
  129. void DMA1_Channel1_IRQHandler()
  130. {
  131.       OSIntNesting++;  
  132.       DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);        //清除DMA传输完成中断
  133.       TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);                //关闭TIM3
  134.       WaveCtrl.UpdatTrue = 1;                //已经完成一次波形FIFO,可以批量读出数据
  135.       OSIntExit();
  136. }
  137. /*-----------------------------------------
  138. 函数说明:擦除AD缓冲区
  139. ------------------------------------------*/
  140. void Earse_AD_FIFO(void)
  141. {
  142.         uint32_t i;
  143.          for(i=0; i<sampdepth; i++)
  144.         {
  145.                 ADCConvertedValue[i] = 0;
  146.         }        
  147. }
  148. ++++++完整密码详见附件+++++++
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上位机支持用visual studio 2022进行编译
9.jpg
Keil MDK 5编译无措
10.jpg
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