嵌入式课程设计-虚拟示波器

本人为嵌入式课程考试所准备的作业。基于正点原子mini板所设计的虚拟示波器。但是由于时间紧张，还有一些bug没有被修复，现阶段可以对高低电平和低频率波形进行识别，高频波形虽使用DMA连接ADC读取数据但是效果仍旧不好，未来有机会会继续修正，所有代码进行过验证并且已经上传。 【嵌入式课程设计-虚拟示波器】项目是一份基于STM32微控制器的电子作业，旨在构建一个便携式、低成本的微型示波器。该设计利用STM32的内置ADC（模拟数字转换器）功能，通过DMA（直接内存访问）中断实时采集信号源的电压数据，并在2.8英寸LCD屏幕上展示波形。以下是关于该项目的详细知识点： 1. **STM32微控制器**：STM32是意法半导体公司推出的基于ARM Cortex-M系列内核的32位微控制器，具有高速处理能力和低功耗特性，适合于嵌入式应用。 2. **ADC转换**：STM32的ADC功能用于将模拟电压信号转换为数字值，通过PA1口进行数据转换，转换后的12位数据存储在ADC外设寄存器中。 3. **DMA中断**：DMA中断允许数据从外设直接传输到内存，无需CPU介入，提高了数据处理效率。在本设计中，ADC转换完成后，DMA被触发将数据搬运到内存变量adcx中。 4. **坐标转换**：12位数据被转换为LCD屏幕上的像素坐标，每个数据对应一个点的纵坐标，横坐标表示时间，通过控制两点之间的显示间隔实现不同扫描时间的波形显示。 5. **LCD显示**：2.8英寸LCD屏幕用于实时显示波形，同时展示必要的信息如姓名、名称、学号、扫描周期和当前电压。 6. **DAC测试**：使用DAC（数字模拟转换器）生成不同波形以测试ADC数据采集的准确性，通过另一单片机的DMA和DAC模块实现波形输出与ADC数据采集的分离。 7. **问题与改进**：尽管目前设计能识别高低电平和低频率波形，但对高频波形的处理效果不佳。计划通过优化算法或增加硬件支持以改善高频信号的显示。 8. **扩展功能**：计划加入SD卡存储波形数据、触摸屏交互、波形判定、周期计算、功能选择和同步波形输出等功能，以增强其实用性和性能。 9. **应用场景**：这种小巧的示波器适用于学生实验、电子电气领域中的信号监测，尤其是在资金有限且要求不高的情况下，可以作为传统大型示波器的补充。 10. **设计考虑**：受限于时间和元件，目前设计只能精确测量0到3.29V的电压，并通过电阻式分压衰减测量0到5V的信号。未来可能需要增加信号放大和衰减电路以适应更广泛的电压范围。 11. **技术发展趋势**：随着微控制器技术的快速发展，STM32等芯片因其性价比高、资源丰富而广泛应用，体现了嵌入式系统设计的进步。 这个虚拟示波器项目结合了嵌入式系统、微控制器、模拟数字转换、直接内存访问等多种技术，为学生提供了一个实践理论知识和提升技能的平台，同时也展示了如何在有限的资源下创建一个实用的电子设备。