用STM32的高速AD和USB2.0做简易示波器

总结下我的毕业设计，算是把自己的大学画个句号吧。 毕业设计的题目是“基于STM32的简易示波器设备驱动的研究”，就是利用STM32的AD采集波形数据，然后通过它内置的USB2.0把数据传到PC上面显示出来。 【STM32高速AD与USB2.0简易示波器】是基于STM32微控制器的毕业设计项目，旨在利用其高性能的模数转换器（AD）和内置的USB2.0接口，实现一个简单的示波器功能。该设计分为两大部分：信号采集和数据传输。 1. **信号采集**： - STM32的高速AD负责采集外部输入的波形数据。由于AD只能处理0~3.6V的电压范围，设计中需要一个模拟前端电路，将输入信号的电压提升到适合AD采集的水平。 - 为了获得连续的数据流，使用定时器触发AD采样。通过调整定时器的预分频器和计数器值，可以控制采样的频率。 - 采样后的数据通过直接存储访问（DMA）方式传输，当一帧数据（例如200个点）采集完毕后，DMA中断被触发，启动USB接口将数据发送到个人计算机（PC）。 2. **触发机制**： - 为了确保波形的连续性和一致性，设计中采用了触发机制。通过外中断配合比较器来确保每次采集都是从相同电位开始。比较器设定一个基准电压（如1V），当输入电压超过基准时，触发外中断，然后开始采集，从而保证每一帧数据的起始点一致。 3. **USB通信**： - STM32的内置USB2.0接口用于与PC进行高速数据传输。在接收到DMA中断后，STM32通过USB将采集到的数据实时发送到上位机，上位机再进行数据处理和波形显示。 - 在这个过程中，USB固件的编写至关重要，这部分可能参考了其他开发者的经验和代码，特别是电脑圈圈提供的源码包。 4. **软件处理**： - 除了硬件设计，上位机软件也需要进行开发，包括驱动程序和用户界面。驱动程序允许PC识别并正确处理STM32发送的数据，而用户界面则负责显示实时采集的波形。 - 实际测试中，系统能够测量的最大频率达到200kHz，但方波的上升沿可能存在尖刺，需要在软件层面进行滤波或平滑处理。 5. **项目进度与成果**： - 该项目从2008年10月开始，到12月圣诞节前基本完成，成功实现了波形显示功能。最终展示的波形包括30kHz和100kHz的正弦波。 通过这个项目，不仅掌握了STM32的高速AD和USB2.0接口的应用，还涉及到模拟前端设计、定时器配置、DMA中断处理、USB驱动开发以及上位机软件设计等多个方面，是一个综合性的实践学习案例。此外，与其他开发者的学习交流也是项目成功的重要因素。