标题: STM32数字示波器设计 含PCB电路 上位机C#源程序 [打印本页]

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作者: 51hei团团    时间: 2020-6-20 02:56
标题: STM32数字示波器设计 含PCB电路 上位机C#源程序
发现论坛里好多都是基于51单片机设计的，分享一下手里关于STM32的设计资料，同时楼主也在学习相关知识

基于STM32F103ZET6数字示波器

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采样速率
最高实时取样率：        1Msps  8Bits
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
触发电平：                触发电平高低位置可调，触发时基位置可调
实现RUN/STOP功能

功能预留：
1、波形发生器：使用STM32一路DA实现正弦，三角波，方波输出。 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。初步功能为：（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）其他
4、图形接口：  完成UCGUI的移植和使用工作。
5、远期计划：  添加FFT等等
1、采样速率：600Sa/s，6kSa/s ，60kSa/s，600kSa/s ，3MSa/s，，6MSa/s，30MSa/s ，60MSa/s
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。

硬件电路
Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)




增益计算表


单片机源程序如下:

1. /*------------------------------------------------------------------------------------
   
2.                                                                    STM32示波器
   
3. 硬件平台:
   
4.                          主控器: STM32F103ZET6 64K RAM 512K ROM
   
5.                         屏幕器: SSD1963
   
6.                         分辨率: 480x272 16位色
   
7.                    触摸屏: TSC2046
   
8.                         模拟电路: OP  - TL084
   
9.                                           OP  - u741
   
10.                                           SW  - CD4051
    
11.                                           CMP - LM311
    
12.                                           PWR - LM7805
    
13.                                               - LM7905
    
14.                                                   - MC34063
    
15.                                                   - AMS1117-3.3
    
16.                                           DRI - ULN2003
    
17.                         继电器：信号继电器
    
18.                     电源:   DC +12V
    
19. 
    
20. 软件平台:
    
21.                          开发环境: RealView MDK-ARM uVision4.10
    
22.                         C编译器 : ARMCC
    
23.                         ASM编译器:ARMASM
    
24.                         连接器:   ARMLINK
    
25.                         实时内核: uC/OS-II 2.90实时操作系统
    
26.                         GUI内核 : uC/GUI   3.90图形用户接口
    
27.                         底层驱动: 各个外设驱动程序
    
28.         
    
29.         ROM Size = Code + RO-data +RW-data
    
30.         RAM Size = RW-data + ZI-data
    
31.         Program Size: Code=56024 RO-data=8272 RW-data=256 ZI-data=29912         
    
32. 
    
33.      BoX编写于大二上学期
    
34. 
    
35.                                 
    
36. -------------------------------------------------------------------------------------*/   
    
37. #include "stm32f10x.h"
    
38. #include "ucos_ii.h"
    
39. #include "app.h"
    
40. #include "GUI.h"
    
41. 
    
42. #include "usart1.h"
    
43. #include "pincfg.h"
    
44. #include "delay.h"
    
45. #include "tft_api.h"
    
46. #include "dac.h"
    
47. #include "adc.h"
    
48. #include "iwdg.h"
    
49. #include "timer.h"
    
50. #include "EXTI.H"
    
51. #include "oscilloscope.h"
    
52. #include "indkey.h"
    
53. #include "tsc2046.h"
    
54. 
    
55. #include "task_rtc.h"
    
56. #include "task_gui.h"
    
57. #include "task_sd.h"
    
58. 
    
59. 
    
60. /*-----------------------------------------
    
61.                                 声明起始任务栈
    
62. ------------------------------------------*/
    
63. OS_STK  Task_Start_Stk[TASK_START_STK_SIZE];
    
64. 
    
65. /*-----------------------------------------
    
66. 因为涉及到对共享资源的访问,创建互斥信号量
    
67. ------------------------------------------*/
    
68. OS_EVENT *LCD_Buffer_MUTEX;
    
69. OS_EVENT *USART_Buffer_MUTEX;
    
70. OS_EVENT *SDtoRAM_Buffer_MUTEX;
    
71. /*-----------------------------------------
    
72.                                 主 函 数
    
73. ------------------------------------------*/   
    
74. int main(void)   
    
75. {   
    
76.          INT8U err;
    
77.      SystemInit();                 //初始化RCC时钟
    
78.          OSInit();
    
79.                            
    
80.          LCD_Buffer_MUTEX     = OSMutexCreate(4,&err);        //创建3个共享资源互斥信号量
    
81.          USART_Buffer_MUTEX   = OSMutexCreate(4,&err);
    
82.          SDtoRAM_Buffer_MUTEX = OSMutexCreate(4,&err);
    
83.             
    
84.      OSTaskCreate(Task_Start,(void *)0,&Task_Start_Stk[TASK_START_STK_SIZE-1],TASK_START_PRIO); //起始任务   
    
85.          
    
86.          OSStart();      
    
87. }
    
88. /*-------------------------------------------------------------------------------
    
89. 函数功能:初始化各种外设
    
90. 说    明:因为跑操作系统,所以外设的初始化应该放在操作系统的初始任务中完成,不能
    
91.           在while(1)循环外部完成外设的初始化工作,否则操作系统可能无法启动.
    
92.                   本函数在app.c中被调用
    
93. -------------------------------------------------------------------------------*/
    
94. void BSP_Init(void)
    
95. {
    
96.         OS_CPU_SR  cpu_sr = 0u;
    
97.         OS_ENTER_CRITICAL();
    
98.         DelayInit();                 //初始化延时
    
99.         PinCfg();                         //外部器件控制配置
    
100.         FSMC_LCD_Init();         //FSMC总线配置                  
     
101.         GUI_Init();                         //初始化UCGUI界面
     
102.         TSC2046_Config();         //初始化触摸控制器
     
103.         USART1_Config();         //初始化串口
     
104.         DAC_Config();                 //初始化DAC1
     
105.         ADC1_Init();                 //初始化ADC1
     
106.         EXTI_Config();                 //初始化外部中断
     
107.         Key_EXTI_Config();         //初始化按键中断
     
108.         TIM5_Config(1999,71);  //TIM5以1MHz频率计数,每2ms溢出中断
     
109. //        TIM4_Config(59999,71); //TIM4以1MHz频率计数,每60ms溢出中断
     
110.         RTC_Init();                            //初始化RTC
     
111. //        SD_Init();
     
112.         JDQ_ACDC = 1;                  //交流耦合
     
113.         ManualGainScan(3);    //调试用
     
114.         IWDG_Init(4,625);     //喂狗时间为1000ms
     
115.         OS_EXIT_CRITICAL();         
     
116. }
     

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