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stm32示波器程序及硬件電路設計 12位1MHz采樣速率

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設計指標：
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
觸發功能：                實現自動、常規、單次觸發方式 ,上升或下降邊沿觸發  
參數計算：                頻率、周期、占空比、交流峰-峰值、平均值
觸發電平：                觸發電平高低位置可調，觸發時基位置可調
實現RUN/STOP功能

功能預留：
1、波形發生器：使用STM32一路DA實現正弦，三角波，方波輸出。 任意一種波形幅值在
               0-3.3V任意可調、頻率在一定范圍任意可調、方波占空比可調。調節選項
               可以通過觸摸屏完成設置。
2、SD卡存儲： SD卡波形存儲輸出，能夠對當前屏幕截屏，以JPG格式存儲在SD卡上。能夠存儲1S內的波形數據，可以隨時調用查看。
3、數據傳輸：  用C#編寫上位機，通過串口完成對下位機的控制。初步功能為：（1）實現STOP/RUN功能（2）輸出波形電壓、時間參數（3）控制截屏（4）控制波形發生器（5）其他
4、圖形接口：  完成UCGUI的移植和使用工作。
5、遠期計劃：  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"


/*-----------------------------------------
                                聲明起始任務棧
------------------------------------------*/
OS_STK  Task_Start_Stk[TASK_START_STK_SIZE];

/*-----------------------------------------
因為涉及到對共享資源的訪問,創建互斥信號量
------------------------------------------*/
OS_EVENT *LCD_Buffer_MUTEX;
OS_EVENT *USART_Buffer_MUTEX;
OS_EVENT *SDtoRAM_Buffer_MUTEX;
/*-----------------------------------------
                                主 函 數
------------------------------------------*/   
int main(void)   
{   
         INT8U err;
     SystemInit();                 //初始化RCC時鐘
         OSInit();
                           
         LCD_Buffer_MUTEX     = OSMutexCreate(4,&err);        //創建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   
         
         OSStart();      
}
/*-------------------------------------------------------------------------------
函數功能:初始化各種外設
說    明:因為跑操作系統,所以外設的初始化應該放在操作系統的初始任務中完成,不能
          在while(1)循環外部完成外設的初始化工作,否則操作系統可能無法啟動.
                  本函數在app.c中被調用
-------------------------------------------------------------------------------*/
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,每2ms溢出中斷
//        TIM4_Config(59999,71); //TIM4以1MHz頻率計數,每60ms溢出中斷
        RTC_Init();                            //初始化RTC
//        SD_Init();
        JDQ_ACDC = 1;                  //交流耦合
        ManualGainScan(3);    //調試用
        IWDG_Init(4,625);     //喂狗時間為1000ms
        OS_EXIT_CRITICAL();         
}
設計文檔：
設計指標：
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
觸發功能：                              實現自動、常規、單次觸發方式 ,上升或下降邊沿觸發
參數計算：                              頻率、周期、占空比、交流峰-峰值、平均值
觸發電平：                              觸發電平高低位置可調，觸發時基位置可調
實現RUN/STOP功能

功能預留：
1、波形發生器：使用STM32一路DA實現正弦，三角波，方波輸出。任意一種波形幅值在
               0-3.3V任意可調、頻率在一定范圍任意可調、方波占空比可調。調節選項
                             可以通過觸摸屏完成設置。
2、SD卡存儲：SD卡波形存儲輸出，能夠對當前屏幕截屏，以JPG格式存儲在SD卡上。能夠存儲1S內的波形數據，可以隨時調用查看。
3、數據傳輸： 用C#編寫上位機，通過串口完成對下位機的控制。初步功能為：（1）實現STOP/RUN功能（2）輸出波形電壓、時間參數（3）控制截屏（4）控制波形發生器（5）其他
4、圖形接口： 完成UCGUI的移植和使用工作。
5、遠期計劃： 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(資料為網上轉載,PCB還未布線,還有一些不完善,望大家一起來完善)：
硬件設計.zip (2.65 MB, 下載次數: 82)
設計文檔.zip (60.19 KB, 下載次數: 67)
源代碼.7z (1.29 MB, 下載次數: 88)

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沙發
ID:883177 發表于 2021-2-7 16:06 | 只看該作者
好的論壇，好的學習資源，學習，學習這個春節加強學習
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