STM32數字示波器設計 含PCB電路 上位機C#源程序

發現論壇里好多都是基于51單片機設計的，分享一下手里關于STM32的設計資料，同時樓主也在學習相關知識

基于STM32F103ZET6數字示波器

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
Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)




增益計算表


單片機源程序如下:

1. /*------------------------------------------------------------------------------------
   
2.                                                                    STM32示波器
   
3. 硬件平臺:
   
4.                          主控器: STM32F103ZET6 64K RAM 512K ROM
   
5.                         屏幕器: SSD1963
   
6.                         分辨率: 480x272 16位色
   
7.                    觸摸屏: TSC2046
   
8.                         模擬電路: 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.                         繼電器：信號繼電器
    
18.                     電源:   DC +12V
    
19. 
    
20. 軟件平臺:
    
21.                          開發環境: RealView MDK-ARM uVision4.10
    
22.                         C編譯器 : ARMCC
    
23.                         ASM編譯器:ARMASM
    
24.                         連接器:   ARMLINK
    
25.                         實時內核: uC/OS-II 2.90實時操作系統
    
26.                         GUI內核 : uC/GUI   3.90圖形用戶接口
    
27.                         底層驅動: 各個外設驅動程序
    
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編寫于大二上學期
    
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.                                 聲明起始任務棧
    
62. ------------------------------------------*/
    
63. OS_STK  Task_Start_Stk[TASK_START_STK_SIZE];
    
64. 
    
65. /*-----------------------------------------
    
66. 因為涉及到對共享資源的訪問,創建互斥信號量
    
67. ------------------------------------------*/
    
68. OS_EVENT *LCD_Buffer_MUTEX;
    
69. OS_EVENT *USART_Buffer_MUTEX;
    
70. OS_EVENT *SDtoRAM_Buffer_MUTEX;
    
71. /*-----------------------------------------
    
72.                                 主 函 數
    
73. ------------------------------------------*/   
    
74. int main(void)   
    
75. {   
    
76.          INT8U err;
    
77.      SystemInit();                 //初始化RCC時鐘
    
78.          OSInit();
    
79.                            
    
80.          LCD_Buffer_MUTEX     = OSMutexCreate(4,&err);        //創建3個共享資源互斥信號量
    
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); //起始任務   
    
85.          
    
86.          OSStart();      
    
87. }
    
88. /*-------------------------------------------------------------------------------
    
89. 函數功能:初始化各種外設
    
90. 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
    
91.           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.
    
92.                   本函數在app.c中被調用
    
93. -------------------------------------------------------------------------------*/
    
94. void BSP_Init(void)
    
95. {
    
96.         OS_CPU_SR  cpu_sr = 0u;
    
97.         OS_ENTER_CRITICAL();
    
98.         DelayInit();                 //初始化延時
    
99.         PinCfg();                         //外部器件控制配置
    
100.         FSMC_LCD_Init();         //FSMC總線配置                  
     
101.         GUI_Init();                         //初始化UCGUI界面
     
102.         TSC2046_Config();         //初始化觸摸控制器
     
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();                 //初始化外部中斷
     
107.         Key_EXTI_Config();         //初始化按鍵中斷
     
108.         TIM5_Config(1999,71);  //TIM5以1MHz頻率計數,每2ms溢出中斷
     
109. //        TIM4_Config(59999,71); //TIM4以1MHz頻率計數,每60ms溢出中斷
     
110.         RTC_Init();                            //初始化RTC
     
111. //        SD_Init();
     
112.         JDQ_ACDC = 1;                  //交流耦合
     
113.         ManualGainScan(3);    //調試用
     
114.         IWDG_Init(4,625);     //喂狗時間為1000ms
     
115.         OS_EXIT_CRITICAL();         
     
116. }
     

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2020-6-20 03:04 上傳

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