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STM32平台数字示波器设计方案（包含完整设计文档，电路图）。

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简介：
前言：德科技（NYSE:KEYS），原安捷伦电子测量事业部，作为全球电子测量技术和市场的领导者，致力于推动无线通信、模块化和软件解决方案的持续创新。公司专注于为客户提供卓越的测量体验。德科技提供的电子测量仪器、系统、软件及服务，广泛应用于电子设备的设计、研发、制造、安装、部署和运营。本次分享，是德科技为工程师提供的技术知识，涵盖示波器、物联网、5G通信以及汽车电子等热门领域，通过手把手教学，帮助工程师利用示波器高效地完成相关领域的专业测试测量。了解到ST公司正在进行活动，并有机会申请STM32F429探索套件，作为一名经济的学生，我自然对它产生了浓厚的兴趣。在参加了完全国大学生电子设计竞赛之后，闲暇之余我自制了一个数字示波器作为STM32的学习实践检验平台，前后花费了大约一个月的时间完成了初稿，随后我持续改进我的示波器设计并编写了上位机程序以及制定了通信协议。该示波器采用了前端程控模拟电路和上层电路板设计，使用了uCOS-II和uCGUI操作系统，并结合FFT算法、SD卡存储以及上位机程序等技术。目前由于参与老师的项目研发而暂时闲置。此前我计划在各大论坛开源我的设计文档，但一直未能抽出时间进行整理。现在ST公司提供的活动为契机，因此我决定全部开源分享给大家一起学习。下一步计划重新设计模拟电路部分采用CPLD和高速AD转换器实现更高的采样率。硬件平台配置：主控器采用STM32F103ZET6芯片，RAM容量为512KB, ROM容量未知；屏幕采用SSD1963分辨率为480×272像素的16位色触摸屏；继电器使用信号继电器7；电源电压为DC +12V。请注意芯片的数据手册等信息可以在集成电路查询网站搜索获得（https://www.datasheet5.com/芯片询价和在线购买链接https://www.bom2buy.com/）。软件平台开发环境使用RealView MDK-ARM配合uVision4.10C编译器进行开发；ARMCC ASM编译器用于汇编代码编译；UC/OS-II 2.9实时内核用于实时控制；uC/GUI 3.9图形用户界面内核提供图形显示功能；各个外设驱动程序用于控制硬件设备；数字示波器功能包括波形发生器：使用STM32一路DA输出正弦波、三角波、方波和白噪声；任意调整波形幅值在0-3.3V范围内, 频率在一定范围内任意可调, 方波占空比可调;调节选项通过触摸屏完成设置; SD卡存储功能允许对当前屏幕截图以JPG格式存储在SD卡上, 并可以存储1S内的波形数据以便随时调用查看;数据传输采用C#编写的上位机程序通过串口与下位机进行通信。（1）实现STOP/RUN功能；（2）输出波形电压和时间参数；（3）控制截屏功能；（4）控制波形发生器的功能；（5）控制FFT算法的执行；（6）控制波形的存储和显示功能;图形接口：UGCUI水平扫速有多种选项(250 ns, 500ns, 1μs, 5 μs, 10μs, 50μs, 500 μs, 5ms , 50ms),垂直电压灵敏度有多种选项(10mV/div, 20mV/div, 50mV/div 等);屏幕显示被测信号的各种参数如频率、电压峰峰值等;数字示波器的性能参数包括主控芯片 STM32F103ZET6液晶屏：4.3寸TFT480×272 65K彩色LCD显示屏 FSMCAD: 采样率最高达到1MSa/s , 取样缓冲器深度为5K , 垂直灵敏度有多种选项(例如: 5V , 1V , 500mV 等);水平时基范围也具有多种设置选项;输入阻抗达到≥1MΩ;最高输入电压限制为30Vpp;耦合方式支持AC/DC两种模式;触发功能支持自动、常规和单次触发方式 ，上升或下降边沿触发均可选择 。此外还提供了参数计算工具来辅助工程师完成测试任务 。

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  • （更新版）基于STM32的数字示波器设计（含完整资料）-电路方案
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    本项目介绍了一种基于STM32微控制器设计的数字示波器，提供完整的硬件和软件设计方案。适合电子爱好者和技术人员学习参考。 前言：是德科技（NYSE:KEYS）原为安捷伦电子测量事业部，作为全球领先的电子测量技术和市场领导者，专注于无线通信、模块化及软件解决方案的持续创新，并致力于提供卓越的客户体验。其提供的仪器、系统、软件和服务广泛应用于电子设备的设计、研发、制造和运营等多个环节。 是德科技此次向工程师分享了包括示波器在内的多个热门领域的技术知识，旨在通过专业教程指导工程师如何有效利用示波器进行测试测量工作。作为一名学生，在参加完全国大学生电子设计竞赛后，我着手开发了一个基于STM32F429的数字示波器项目，并在之后的时间里不断优化和完善它，包括编写上位机程序和制定通信协议等。 该项目硬件平台主要采用以下元件：主控制器为STM32F103ZET6（拥有512K RAM及512K ROM），显示屏选用SSD1963（分辨率为480*272，支持16位色显示）；触摸屏则使用TSC2046。此外还包含OP-TL084、OP-U741等模拟电路组件以及MC34063、AMS1117等多种电源管理芯片。 在软件方面，则采用了RealView MDK-ARM uVision 4.10作为开发环境，C编译器为ARMCC，ASM编译器为ARMASM。实时内核使用了UC/OS-II版本2.9，并且图形用户接口则基于uC/GUI3.9实现。 本示波器具备多种功能特性：包括但不限于波形发生、SD卡存储以及数据传输等模块；其中通过串口完成与上位机的通信，支持诸如STOP/RUN控制等功能。此外还实现了对当前屏幕截图以JPG格式保存至SD卡的功能，并能够实时显示被测信号的相关参数（如频率和电压峰峰值）。 该数字示波器的主要性能指标如下： - 主控：STM32F103ZET6 - 液晶屏：4.3寸TFT，分辨率为480×272的彩色LCD显示屏； - 最高实时取样率可达1MSa/s且为12位精度； - 垂直灵敏度范围从5V至10mV不等 - 水平时基覆盖了从毫秒到微秒的不同时间间隔。 - 输入阻抗超过或等于1MΩ，最高输入电压可达到30伏峰峰值； - 耦合方式支持AC/DC两种模式；同时具备自动、常规和单次触发功能。 本项目旨在通过开源的方式分享给更多对嵌入式开发有兴趣的朋友参考学习。未来计划重新设计模拟电路部分采用CPLD与高速AD器件，以期提升采样率水平。
     
  • 【毕业设计】基于STM32控制器的数字示波器电路方案
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    本项目旨在开发一款基于STM32微控制器的数字示波器，涵盖硬件电路设计与软件算法实现，提供高性价比、便携式的电子测试解决方案。 基于STM32控制器的数字示波器的设计主要包括前端硬件电路与算法程序开发以实现预期功能。首先需要绘制完整的系统框图，并对各个模块进行详细分析设计，选择合适的方案并计算相关参数，确定每个模块所需的元器件。 具体要设计的模块包括： - 前端信号调理 - 电源部分 - 控制器接口外围电路 - TFT显示部分 软件设计方面则需要涵盖以下内容： - A/D采样程序 - TFT显示程序 - 数值处理算法 - UC/OS操作系统移植和GUI界面设计 通过以上软硬件的开发，最终构建一个完整的STM32数字示波器系统以实现预期目标。
     
  • STM32数字示波器电路图解析_基于STM32的数字示波器设计_原理图详解
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    本资料详细解析了基于STM32微控制器的数字示波器的设计与实现过程，涵盖硬件电路图、工作原理及关键模块的功能说明。 基于STM32的数字示波器采用单片机内置的AD功能对输入信号进行采集，并通过LCD显示采集到的信号。
     
  • 基于STM32F103的数字示波器设计(含完整设计资料)
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    本项目介绍了一种基于STM32F103芯片的便携式数字示波器的设计与实现，包含硬件电路图、软件代码等全套设计资料。 STM32F103是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，在多种嵌入式系统设计中广泛应用，包括数字示波器等设备。数字示波器是一种能够捕获、分析和显示电信号波形的专业工具，对于电路调试、故障排除以及信号质量评估至关重要。 本项目旨在开发一款基于STM32F103的数字示波器，并提供了详尽的设计资料涵盖硬件设计、软件编程及系统集成等多个方面。在硬件层面，STM32F103通常与模拟前端（AFE）协同工作，后者负责将输入的模拟信号转换成数字化形式以供进一步处理和分析。这一过程中可能涉及高精度采样保持放大器、多路选择开关以及模数转换器等组件的应用，并且通过高速ADC接口实现快速数据采集功能。 软件开发方面，则需要使用C或C++语言编写驱动程序来控制STM32F103的各类硬件资源，如ADC、GPIO及定时器等功能模块。同时还需要设计并实施数字信号处理算法，例如傅里叶变换和滤波技术等以增强数据分析能力，并提供实时数据显示与存储功能以及触发机制。 系统集成阶段则需要对硬件和软件进行全面测试调试工作，确保示波器的精确度、响应速度及稳定性等方面达到预期目标。这不仅包括利用仿真工具进行虚拟验证环节，同时也需构建实物原型来进行实际操作性评估；并且为了方便用户使用体验良好，界面设计应当简洁明了，并且配备详细的参数设置选项与帮助文档。 此项目以STM32系列MCU为基础核心，专注于数字示波器功能的实现，在嵌入式系统开发领域具有重要价值。通过对该项目的研究学习者可以深入了解并掌握STM32微控制器的应用技巧以及数字示波器的工作原理及其在实际应用中的实施方法。
     
  • STM32设计的示波器资料分享-电路方案
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    本资源提供基于STM32微控制器设计的数字示波器详细资料与电路设计方案，涵盖硬件选型、原理图及PCB布局等信息。适合电子爱好者和技术工程师参考学习。 设计指标如下： 主控：STM32F103ZET6 液晶屏：4.3寸TFT 480×272像素、65K彩色LCD显示屏 FSMCAD：采用12位ADC，采样速率为1MHz；最高实时取样率可达1Msps。配备8Bits取样缓冲器，深度为5K。 垂直灵敏度设置包括5V、1V、500mV, 200mV, 100mV, 50mV, 20mV和10mV；水平时基范围涵盖从2S到1uS的多个选项，以适应不同应用场景。 输入阻抗不小于1MΩ。最高可承受30伏峰峰值电压，并支持AC/DC耦合方式切换。 触发功能包括自动、常规及单次三种模式，同时具备上升沿或下降沿触发的能力；可以精确计算频率、周期、占空比以及交流峰-峰值和平均值等参数的触发电平。该电平的位置可以根据需要进行调整，并且能够调节触发时基位置以匹配不同的测试需求。 此外还提供了RUN/STOP功能，便于用户在实验过程中灵活控制数据采集过程。
     
  • 今越电子数字存储示波器设计（含原理图及程序HEX文件）-电路方案
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    本项目提供一套完整的数字存储示波器设计方案，包含详细原理图和可直接使用的程序HEX文件。适合工程师和技术爱好者进行学习与开发。 ### 1. 工作原理 图1展示了该示波器的结构框图。输入信号通过耦合电路后进入由衰减器、放大器和选择开关组成的模拟通道，经过处理后再送入A/D转换器转变为数字信号，并最终经处理器转化为适当的波形在LCD屏幕上显示出来。模拟通道的主要作用是调节信号强度，以适应屏幕的显示范围。 ### 2. 操作说明 该示波器的操作相对简单，与专业设备相似。使用时只需接通电源即可开始工作。通过按键调整参数时，首先选择需要修改的具体参数，此时屏幕上会亮起相应的指示标记；然后利用[+]和[-]键进行调节。下面详细解释各开关及按钮的功能。 **耦合选择开关:** 用于设定信号的输入方式（交流或直流）。当被测信号包含交、直流成分时，若仅需观察其中的交流部分，可以选择“交流”模式通过电容器隔除掉直流分量，以便更清晰地显示波动变化情况。 **衰减与倍率选择开关:** 这两个功能通常会配合使用以调整输入到A/D转换器中的信号幅度。如果信号过大可能会超出屏幕范围，过小则难以准确观察细节，因此需根据实际情况调节合适的数值。其中“衰减”设置可选1或1/10，“倍率”选项为1、1/2和1/5，分别对应不同的放大比例。结合两者即可确定整个模拟通道的总增益水平。 **SEC/DIV（时基）:** 决定屏幕上每个时间单位所代表的实际长度。例如设置为5ms，则意味着一格表示时间为5毫秒；若观察频率为50Hz的交流信号，其一个周期会在显示屏上显示4格即20ms左右。 **V.POS（垂直位置）:** 用于调节波形在屏幕上的上下移动程度，左侧的小三角形标志代表零电平点的位置。 **H.POS（水平位置）:** 控制波形沿水平方向的偏移量。采集到的数据片段可以通过此功能查看不同区域的内容，在下方有窗口指示器帮助定位当前视图范围内的具体部分。 **MODE（触发模式）:** 选择示波器捕捉信号的方式，包括自动、常规和单次三种类型，详细说明请参阅相关资料。 **SLOPE（边沿触发）:** 定义产生触发的边界条件是上升还是下降沿。 **LEVEL（触发电平）:** 调整触发电压值大小，在右侧的小三角形处可见其具体数值。 ### 3. 注意事项 1. 避免直接测量市电电压。 2. 输入信号的最大峰峰值不要超过50V。 3. 确保电源不超过16V供电限制。 ### 4. 技术指标 - **最高实时取样率:** 2M点/秒，精度8位 - **模拟频带宽度:** DC至1MHz - **垂直灵敏度:** 从0.1V到5V（按1、2、5递增） - **输入阻抗:** 1兆欧姆 - **耦合方式:** 直流/交流 - **信号电压范围:** ±50伏特 - **水平时基范围:** 从5微秒至1分钟（按1、2、5递增） - **触发模式:** 自动，常规和单次触发选项 - **边沿类型选择:** 上升或下降沿均可作为触发电平的参考点 **频率计:** - 测量范围：最高可达10MHz - 周期测量上限为100秒 - 灵敏度设定在3V峰值水平
     
  • 如何设计STM32数字示波器？
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    本教程详细介绍如何使用STM32微控制器设计一款数字示波器，涵盖硬件选型、电路设计及软件编程等关键步骤。 随着集成电路技术的进步以及数字信号处理技术的应用，数字示波器已经成为一种集显示、测量、运算、分析与记录等功能于一体的智能化测试设备。其性能正在逐步超越传统的模拟示波器，并有取代后者的趋势。相比传统示波器，数字示波器不仅具备存储波形数据、体积小巧、低功耗和易于操作等优点，还拥有强大的实时信号处理及分析功能。因此，数字示波器的使用越来越普遍。 然而，在我国市场上自主研发的高性能数字示波器数量仍然较少，大多数使用的还是国外产品。鉴于此情况，有必要对高性能数字示波器进行广泛且深入的研究与开发。 本段落通过采用高速、高精度元器件设计了一款实时采样率为60 MS/s（每秒百万样本）的宽带数字示波器。接下来将详细介绍该设备的关键性能参数设定。
     
  • （包含完整设计资料）高分辨率电子秤设计方案（含原理图、PCB、源代码等）-电路方案
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    本项目提供一套完整的高分辨率电子秤设计方案，包括详尽的原理图、PCB布局及源代码。适用于需要精确测量的应用场合。 高分辨率电子称概述：此精密电子秤参考设计实现了超过50,000无噪声计数的分辨率。失调和失调漂移误差几乎通过交流电桥激励实现消除。该设计利用了高分辨率ADS1262 delta-sigma ADC。 特性： - 超过50,000无噪计数的电子秤解决方案 - 工作温度范围： -40°C 至 +125°C - 在工作温度范围内总误差小于 1 μV - ADC电源和电桥激励电压为5V - 电桥输出范围为 0 V 至 10 mV - 固件提供ADS1262示例代码 这一强大的电路参考设计包含理论、完整误差分析、组件选择、仿真、PCB 设计、示例代码以及与理论及仿真相关的测量数据。
     
  • 电感绕线机设计资料分享（包含完整电路方案）
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    本资料深入解析电感绕线机的设计与构造，涵盖详细电路图及完整解决方案，助力电子工程师和爱好者掌握设备开发的关键技术。 电感绕线机设计方案介绍：该装置用于缠绕线圈并计算旋转次数。其工作原理是利用附在绕线机上的黑白磁盘来完成计数任务，并确定电机的旋转方向。为此，在电路设计中使用了两个反射光学传感器，一个负责计数功能，另一个则用来判断计数的方向（即决定电机朝哪个方向转动）。若电机顺时针旋转，则增加计数值；反之，如果逆时针旋转，则减少该值。 磁盘被分为了10个部分，并且这些区域交替地涂成黑色或白色。通过CNY70传感器来辅助完成这一过程中的计数工作。短波和VHF频段的线圈需要手动缠绕，这可能导致在低频电感器及中长波线圈的缠绕过程中出现漏数现象。而该设备则能有效避免这样的情况发生。 当脱离了缠绕装置之后，它仍可以用于其他用途，并且其内置计数器能够精确地记录到第十次旋转为止。 硬件组成包括： 1. 单片机 2. 七段显示器 3. 脉冲生成器（用以进行旋转计数） 4. 电机和相应的控制装置
     
  • 【开源项目】基于STM32开发板的数字示波器设计（含硬件与源码）- 电路方案
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    本项目详细介绍了一种基于STM32微控制器的数字示波器的设计，涵盖硬件实现和软件源代码。提供全面的技术文档与电路图，旨在促进开源电子项目的开发与学习。 数字示波器演示的是3个蓝色LED（LED1-LED3）轮流闪烁。 定义如下： - LED1连接到V6-PB5； - LED2连接到V7-PD6（适用于V2、V2.1、V3和V5板）； - LED3连接到V8-PD3（适用于V2、V2.1、V3和V5板）。 电路城语： 此资料为卖家免费分享，不提供技术支持，请大家使用前验证资料的正确性。如涉及版权问题，请联系管理员删除！附件包含以下相关资料。