imtoken 1.0官网下载|自制模拟示波器

作者： imtoken 1.0官网下载

2024-03-10 21:06:34

超硬核|手把手教你制作一个示波器_自制示波器-CSDN博客

超硬核|手把手教你制作一个示波器

最新推荐文章于 2023-05-18 18:20:26 发布

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摘要：此版示波器是B站老刘示波器Pro版本，在原版的基础上，扩展了测量负电压的功能，更新了UI设计，屏幕升级为1.3寸OLED屏。

原理图

3D效果图

实物图

视频演示

视频

系统架构

Mini示波器采用了一套成本低廉但高效的硬件，配合层次化的软件框架，实现对常规低频信号波形的采集、分析、显示。

硬件部分的主要工作有：电源管理(5V、2.5V、-5V)；对信号的衰减、限幅、偏置。最后将处理好的电压信号送入MCU的ADC外设，进行数据采集。由于ADC外设只能采集正电压，因此我们通过增加偏置电压的方式，将负电压抬高来采集。

软件部分的主要工作有：底层驱动SDK框架、ADC滤波算法、波形数据处理、人机交互界面。SDK提供基本的模块和外设驱动支持，滤波算法去除噪声和毛刺，波形处理计算电压值和频率，并为波形显示做准备；人机交互界面提供屏幕显示(OLED屏)和操作方式(旋钮和按键)。

与原版老刘对比

这一版本的Mini示波器-Pro，相比于原版对硬件部分做了很大扩展，使其可以测到负电压。软件部分修改了有30%，主要是在数据处理和UI显示部分。

需要改进的地方

1、硬件的性能还没有全部发挥出来，测量幅度还可以更高。

2、MCU的性能还没有榨干，比如没有用上硬件SPI，提高屏幕刷新率。

总结

1、最一开始设想的方案，是想用上我写的AntOS操作系统的，但是初版操作系统，为合作式调度，实际使用的过程中，并没有达到我的预期效果，所以选择在老刘示波器的基础工程上修改和优化。

2、硬件设计主要参考了B站唐老师讲电赛大佬提供的方案，实际使用的过程中，又微调了一部分，建议大家可以去阅读一下硬件电路中使用的几种芯片数据手册，这样心里更有底，不然遇到问题不好排查。

3、大多数元器件，我用的都是0603的封装，这样可以让PCB板设计的更小巧更紧凑，但是不好焊接。

4、下一版本，我将使用STC8AxD4作为主控(因为有DMA),软件上使用我现在编写AntOS(已支持抢占式调度)，进一步提高示波器的性能。

资料获取

在公众号后台回复：MiniDSO，即可获取次示波器的程序源码、PCB工程文件以及说明文档。

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摘要：此版示波器是B站老刘示波器Pro版本，在原版的基础上，扩展了测量负电压的功能，更新了UI设计，屏幕升级为1.3寸OLED屏。原理图3D效果图实物图视频演示视频系统架构Mini示波器采用了一套成本低廉但高效的硬件，配合层次化的软件框架，实现对常规低频信号波形的采集、分析、显示。硬件部分的主要工作有：电源管理(5V、2.5V、-5V)；对信号的衰减、限幅、偏置。最后将处理好的电压信号送入MCU的ADC外设，进行数据采集。由于ADC外设只能采集正电压，因此我们通过增加偏置电压的方式.

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DIY制作属于自己的数字示波器（原理图、程序源码、使用说明等）-电路方案

04-21

关于是德科技:

是德科技（NYSE:KEYS）-原安捷伦电子测量事业部，是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，专注于为客户提供卓越的测量体验。是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。

前言:

最近一直在玩STM32和LCD屏，从字符到TFT，从1.8到3.5寸,挨个都摸了个摸,公司产品出来了,可一直想用这些东东来作点什么。示波器上班用公司的,虽说也是便携的,但也不好带回家去用呵,看看市场上动辙千元以上,唉,还是自己动手来DIY方便自己,也造福网友。

性能目标:

电源使用二节2500mA锂电，正常工作5小时以上。

数字示波器参数:

主控: STM32F103ZET6

液晶屏: 3.2"TFT320×240 65K彩色LCD显示屏 STM32 FSMC总线驱动

AD: ADS831 IDT7205

最高实时取样率60Msps 8Bits，

取样缓冲器深度:5K

垂直灵敏度:5V，1V，500mV,200mV,100mV,50mV,20mV,10mV;

基准电压使用STM32 DA输出，实现按键调节波形基准。并有位置指示

水平时基范围:2S, 1S,500mS,200mS,100mS,50mS,20mS,10mS,5mS,2mS,1mS,500uS,200uS,100uS,50uS,20uS,10uS,5uS,2uS,1uS,500nS,

水平位置可调并有指示

输入阻抗:≥1MΩ

最高输入电压:50Vpp

耦合方式:AC/DC

实现自动、常规、单次触发方式 ,上升或下降边沿触发

实现计算测量输入信号的频率、周期、占空比、交流峰-峰值、平均值

触发电平高低位置可调，并电压指示

触发时基位置可调，并带指示

实现RUN/STOP功能

使用16个按键，真正作到单键操作以免去组合按键麻烦。

如截图:

功能预留:

波形发生器:使用STM32另一路DA+NE5532实现正弦，三角波，方波输出。

SD卡波形存储输出。

系统串口，可连接电脑输出数据，也可实现远程ISP升级:通过从网上下载升级包文件，方便地升级示波器软件。

注意:

具体看原理图，实现机理:在系统复位后，SYSCLK的第4个上升沿，BOOT管脚的值将被锁存。在开机时使用按键将BOOT0位拉低即可实现STM公司原ISP程序升级,而不再用提前预装IAP程序造成使用麻烦

数字示波器实物展示:

原文出处:https://www.amobbs.com/thread-3706638-1-1.html

DIY制作示波器的超详细教程：（四）神形合一，让你的示波器动起来！ ——制作调试篇

xiahailong90的博客

07-04

1万+

硬件软件都讲完了，下来就将它们组装起来吧！

一：元件选择

制作本示波器所需的主要元件（包括显示器、集成电路和继电器）的型号、数量以及参考价格见表1，其中参考价格为我买该元件时的价格，仅供参考。加上电阻电容总的费用不超过500元，如果你对显示的要求不是很高，可以选择分辨率低一些的显示器那样成本会有较大幅度的下降，比如一块240*160的显示器价格为190元，而192*128的仅为140元，建...

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最新推荐文章于 2023-05-17 23:01:24 发布

漠落

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通过我的“蛊惑”，想必大家都想自制一台示波器玩玩，那就继续跟着我走吧！所有的电子设备都离不开硬件，首先让我来对它的硬件结构进行一下简述：

总体电路如系统框图所示（图 1），前面已讲过，为了提高性能本电路采用“双核”结构，两片 AVR 单片机协同工作，MCU1 用于控制和频率测量，MCU2 用于数据处理和显示控制，两片单片机采用 SPI 总线通信。

信号从探头输入，进入程控放大（衰减）电路进行放大（衰减），再对被放大（衰减）的信号进行电平调整后送入高速 AD 转换器对信号进行采样，采样所得的数据存入 FIFO存储器中，当 FIFO 存满后通知 MCU2，MCU2 从 FIFO 存储器中读出数据进行处理，将波形显示在 LCD 模块上。时钟电路为高速AD 转换器和 FIFO 存储器提供从 600Hz~60MHz 的8 种不同的频率信号作为不同水平扫速时的采样时钟频率。从程控放大器输出的信号一路送入 AD 转换器，另一路送入整形电路对输入信号进行整形，作为测频率的待测信号送入MCU1 的 16 位计数器外部触发引脚 T1（PD5），进行频率测量，程控放大器的放大（衰减）倍数和时钟电路的输出频率均由 MCU1 控制。MCU1 将被测信号的频率、程控放大器的放大倍数和时钟电路的输出频率等数据通过 SPI 总线发送给 MCU2，MCU2 以这些数据作为频率、水平扫速、灵敏度和峰峰值计算、显示的依据。

下面就各个模块电路做以简单介绍。

1.程控放大电路和电源电路：

将程控放大电路与电源电路放在一块讲，是因为他们不仅有着密切的联系，而且还是做在一块电路板上的。

程控放大器的作用是对输入信号进行衰减或放大调整，使输出信号电压在 AD 转换器输入电压要求范围内，达到最好的测量与观察效果，所以程控放大器电路在规定带宽内的增益一定要平坦，故对运算放大器的要求比较高，在本电路中我选用的是 NSC 公司生产的高速运算放大器 LM6172 双运放，带宽为 100MHz，转换速率 3000v/μs,每通道消耗电流 2.3mA，输出电流可达 50mA，完全满足本电路的要求，选择该芯片的另一个原因是价格，邮购价格为 8 元一片，相比 ADI,MAX 等公司几十元一片的高速运放芯片来说算是很廉价了，电源采用正负双电源供电，由于整个电路总的电源输入为单 8v，所以专门用一片 dc/dc 电路MC34063 为其构成了负压转换器再经稳压得到-5v 电压，+5v 通过对输入电压稳压得到。

程控放大器电路如图 1 所示，被测信号从 BNC 插孔输入，S0 继电器决定输入耦合方式，S0 吸合为直流偶和方式，S0 断开为交流耦合方式。信号通过交直流耦合选择开关后被送入由 R3~R5 和 C2~C4 组成的 X0.5/ X0.05 的衰减电路，衰减倍数由 S1 控制，当 S1 未吸合时接在“0”端，对应的衰减被数为，当 S1 吸合时接在“1”端，对应的衰减被数为，

C2、C3 对高频信号进行补偿。经过衰减的信号进入由高速运算放大器 U1A 组成的缓冲器缓冲，然后被送入由 U1B 组成的 X-0.8/ X-2/ X-4 的反相放大电路，放大倍数由 S2 和 S3 控制，当 S2、S3 均未吸合时对应的放大倍数为，当 S2 吸合 S3 未吸合对应的放大倍数为，当 S3 吸合则不用考虑 S2 的情况，但为降低功耗使 S2 断开，此时对应的放大倍数为。输出信号又通过 S4 选择是否经U2A 组成的同相放大器放大，当 S4 未吸合，则不经过同相放大，当 S4 吸合，则信号被放大倍，最后信号被送入由 U2B 组成的放大倍数为-1 倍的反相放大器来消掉由第一级反相放大器所带来的负号，与此同时 U3A 送来的反相基线电压由 U2B 反相后作为 AD 转换器的输入中点电压被叠加在被测信号上被送入 AD 转换器，因为 ADS830E 的模拟输入电压范围是 1.5V~3.5V，输入中点电压为 2.5V，所以基线电压应为 2.5V。调节可变电位器 Rw1 将调整基线电压的值，从而调整基线的位置。程控放大电路的放大倍数以及垂直，电压灵敏度与 S1~S4 的关系见表 1：

“L”代表继电器未吸合，“H”代表继电器吸合，确定继电器的常闭触点和常开触点很重要，因为继电器的吸合需要消耗一定电流，我选用的继电器型号为 TO2-5V，吸合电流为15mA。在常用的 3 个灵敏度上（0.5V/div，0.2V/div，0.1V/div）最多只有一个继电器吸合，继电器的驱动由 ULN2003 担任。这种由运算放大器构成组合程控放大器的思想也可用于别的放大电路，平时多总结积累电路模型对提高电路设计能力非常有帮助，这个电路你记下了吗？

电源电路为整个示波器提供能源，作用非常重要！电路见图 2 所示。

该示波器电路中供电分为数字和模拟两部分。为避免相互干扰，所以将数字部分的供电与模拟部分的供电分开，分别用独立的稳压电路，并用电感与电容做成的滤波器隔离。数字部分需要单+5V 电源，由一片 LM7805 对 8V 电源电压稳压得到。模拟部分主要是程控放大器电路和 AD 转换器的模拟输入电路，程控放大器电路需要 ± 5V 双电源，AD 转换电路的模拟部分需要+5V 的单电源，+5V 电压由 LM317T 对 8V 电源电压稳压得到，而-5V 电压专门用一片 DC/DC 芯片 MC34063 将+8V 转换成约-8.3V，DC/DC 输出电压由 R30 和 R31 决定，，

输出的负电压由负压稳压芯片 LM337 稳压得到-5V，为避免 DC/DC 电路对其他电路产生干扰，在其输入和输出端分别串联 L4 和 L5 进行隔离，在选择元件时蓄能电感 L3 选择磁罐封装带屏蔽的电感，使干扰降到最低。

2. 高速 AD 转换与 FIFO 存储电路

数字示波器中最重要的电路是 AD 转换电路，它的作用是将被测信号采样并转换成数字信号存入存储器，说它是数字示波器的咽喉一点也不为过，因为它直接决定着数字示波器所能测量的最高频率，根据乃奎斯特定理，采样频率至少是被测信号最高频率的 2 倍才能复现出被测信号。而在数字示波器中采样频率至少应该是被测信号频率的 5~8 倍才行，否则根本观察不到信号的波形。在本电路中我选用的 AD 转换芯片为 BB 公司的 8 位高速 AD 转换器ADS830E,官方资料给出的采样频率为 10kSa/s~60MSa/s, 通过实验发现转换速率在 1K 以下工作也很正常，所以本示波器的最低采样频率为 600Sa/s，要说明的一点是高速 AD 转换器一般都有高低端转换速率的限制，比如 TLC5540，8 位 AD 转换器，转换速率为5MSa/s~40MSa/s，我试过当转换频率降到 2M 以下时就不能正常工作，所以选择 AD 转换芯片时不仅要注意最高转换速率还要关注最低转换速率，否则可能导致电路无法正常工作。有朋友也许会问 8 位转换精度会不会有点太低？其实 8 位转换器对于示波器来说是够用的，就拿这个电路来说，我选用的 LCD 显示模块的分辨率为 320*240，垂直分辨率为 240 格，而 8为转换精度的分辨率为 256 格，比显示器的分辨率还高，所以绝对够用。还有就是价格及电路的设计，在最高采样率相同的情况下 10 位 AD 转换芯片的价格是 8 位 AD 转换芯片的几倍，而且位数的增加也使电路的复杂程度大大增加，将直接影响处理速度，导致屏幕刷新过慢，反而影响性能。所以本着够用的原则本示波器选用 60M 的 8 位 AD 转换芯片 ADS830E。

引脚排列见图 6。

AD 转换与 FIFO 存储电路见原理图 3，由程控放大电路调整后的信号分成两路，一路进入 AD 转换电路进行采样，采样所得的数据由 74LVC574 锁存缓冲后送入 FIFO 存储器。FIFO 存储器是一种双口的 SRAM，（FIFO：frist in frist out，即先进先出存储器）这种存储器没有地址线，随着写入或读取信号对数据地址指针进行递加或递减，来实现寻址。在 AD转换器与 MCU2 之间加入 FIFO 的作用是起到高速数据缓冲的作用，因为 AD 转换器的最高工作频率为 60MHz 远高于 MCU2 的工作频率，所以让FIFO 与 AD 转换器同步工作存储 AD转换器的转换输出数据。FIFO 存储器有 3 个标志位引脚，分别为 FF（满标志）：当存储器存满后置位该标志，此时存储器忽略一切写数据操作。HF（半满标志）：当存储器存满一半后置位该标志。EF（空标志）：当存储器被读空时置位该标志，此时存储器忽略一切读数据操作。FIFO 存储器结构图见图 4。本电路中只用了该芯片的 FF 标志与 MCU2 的 PB3 相接，当 FIFO 存储器存满后 FF 引脚被拉高，通知 MCU2 进行数据读取，这时 MCU2 禁止 AD 转换器与 FIFO 存储器的时钟，FIFO 的控制权交给 MCU2，（其实 MCU2 只是禁止了 FIFO 存储器的写时钟，见图 3，时钟信号通过 U8C 组成的缓冲器后直接加给了 ADS830E，所以MCU2 不能禁止 AD 转换时钟，只能通过由与门 U8A 组成的时钟控制开关禁止或使能 FIFO存储器的时钟信号。因为实验中发现 AD 转换在启动后的几个时钟周期内的采样不可靠，所以就让 AD 转换器一直工作，通过控制 FIFO 存储器来控制 AD 采样。在 AD 转换电路与 FIFO存储器中加入 74LVC574 的目的是所存数据提高数据通道的稳定性。）当 MCU2 读完数据并完成软件触发后使能 AD 转换器与 FIFO 存储器时钟，继续读取新的数据，同时 MCU2 对读取的数据进行处理、显示。

这儿再将高速数模转换器ADS830E的工作简单介绍一下，ADS830E的时序如图5 所示，由图可知每个时钟周期进行一次数模转换，所以采样速率就是时钟频率，故可以很方便的通过控制采样时钟来控制采样频率，当前输出的采样数据是 4 个时钟周期以前采样电压的值，也就是说从采样到输出有 4 个时钟周期的延迟，这对我们所要做的电路并不重要，所以我们可以简单的理解为输入一个时钟脉冲转换一次，时钟的脉冲的下降沿输出数据就行，应用非常方便。还有一点就是 ADS830E 的输入电压幅度是可以编程控制的，11 脚（RSEL）为控制引脚，当 11 脚置高电平时，ADS830E 的输入电压范围是 1.5V~3.5V，即 2Vpp。当 11 脚置低电平时，输入电压范围是 2V~3V，即 1Vpp。进行程控放大器设计时要考虑这个问题，本电路选用 2Vpp 的输入电压范围。

3. 时钟产生电路

时钟产生电路为 AD 转换器提供一系列的采样时钟信号，分别为 600Hz、6kHz、60kHz、600kHz、3MHz、6MHz、30MHz 和 60MHz，共 8 种，分别对应着不同的水平水平扫速，由 MCU1 控制，控制关系见表 2。

时钟产生电路见图 7，基准时钟信号由一块 60MHz 的温度补偿型有源晶体模块提供，输出的 60MHz 信号一路直接作为 60MHz 采样时钟送入多路选择器 74F151，另一路被送入由 74F74 触发器组成的 2 分频器分频，得到 30MHz 的信号分为两路，一路送入多路选择器 74F151，另一路送入由 2-5-10 分频器 74LS390 组成的 5 分频器进行分频，得到 6MHz 信号，再分为两路，一路继续分频，另一路送入多路选择器 74F151,后面几级分频与以上相同。对60MHz 信号进行第一次二分频没有用 74LS390 中的 2 分频器，而单独使用了一片 74F74，是因为 74LS390 中的二分频器的最高输入频率为 40MHz，所以在其前面用了一级独立的二分频器。8 种时钟信号都被送入多路选择器，MUC1 通过对 74F151 的 S0、S1、S2 三根选通信号线进行控制来选择所需的采样频率。

4. MCU2 单片机显示处理电路

MCU2 选用 ATMEL 公司的 AVR 单片机 Mega32-16AI，与 51 单片机相比 AVR 单片机具有更高的工作频率与更高效率的硬件结构，51 单片机的指令周期是将晶体振荡器的振荡频率进行 12 分频后得到的，又有累加器 Acc 在高速执行指令时的瓶颈因素，而 AVR 单片机则不同，它的指令周期就是晶体振荡器的振荡周期，有 32 个类似与累加器 Acc 的寄存器直接和运算器相连，取址周期短，又可预取指令实现流水作业，故可高速执行指令。Mega32-16AI 的 ROM 容量为 32KB，RAM 为 2KB，32 个输入输出口，官方给出的最高速度为 16MHz，但在实际使用中工作在 18~20MHz 也很稳定，所以用该单片机做显示处理非常合适。在本电路中为了提高 LCD 显示器的屏幕刷新速率所以使其工作在 18MHz，实际使用中电路工作十分正常。

MCU2 电路见图 8 所示。PD0~PD7 与 LCD 显示器 8 位并行数据端相连，PC1~PC5 与LCD 显示器的控制端相连用于驱动 LCD 显示器（LCD 显示器资料见光盘），PC0 用于控制LCD 背光，PC0=0 有背光，PC0=1 无背光。PB4、PB5 与 PB7 作为 SPI 通信端口与 MCU1相连进行两个单片机之间的通信。PA0~PA7 与 FIFO 存储器的数据输出端 Q1~Q8 相连接，PB0~PB3 分别与 FIFO 存储器的使能（FIFO_EN）控制端、复位（FIFO_RES）控制端、读数据（FIFO_R）控制端和满标志（FIFO_FF）位相接。上电时，MCU2 通过 FIFO_RES 端口对 FIFO 存储器进行复位，复位后存储器的读写指针都指向 0，允许写数据，MCU2 通过FIFO_EN 端使能 FIFO 存储器，开始将 AD 转换器输出的数据写入存储器，当 FIFO 存储器写满数据后 FIFO_FF 位被拉高通知 MCU2 读取采样数据，MCU2 禁止 FIFO 存储器写入数据，然后从 FIFO 存储器中读数据，当数据读完并完成软件触发后使能 FIFO 存储器继续存储采样数据，然后从读取的数据中测出波形的峰峰值后将数据转换成波型与参数显示在LCD 显示器上，峰峰值的测量是通过对一屏显示数据进行比较取出最大值与最小值与当前垂直电压灵敏度作为系数计算出来的。SPI 通信通过中断的方式实现，MCU1 每次给 MCU2发送频率、水平扫速、垂直电压灵敏度等数据一共为 9 个字节，每发送一个字节 MCU2 中断一次将接收到的数据存到一个数组中，直到 9 个字节全部发送完毕 MCU2 才对接收到的数据进行处理显示。这样可以使 MCU2 在平时都工作在数据的处理和显示上，提高了数据的处理速度。

5. MCU1 单片机控制与信号整形电路

MCU1 同 MCU2 一样也选用 AVR 单片机，型号为 Mega8-16，工作频率为 16MHz，在电路中负责控制程控放大器和时钟发生电路并负责测量被测信号频率，将各种参数通过 SPI总线发送给 MCU2。

MCU1 电路见图 9， PC2~PC5 共 4 个 IO 口接 4 个轻触开关 S1~S4，S1、S2 是两个复用键，用于控制水平扫速与垂直电压灵敏度，功能通过 S4 切换，当前功能状态显示在显示器上，如果当前的控制功能为控制水平扫速则在显示器的右下边反显示“T”, 如果当前的控制功能为控制垂直电压灵敏度则在显示器的右下边反显示“V”，见照片。S3 是触发控制，当前状态显示在控制状态左边，箭头上升则自动触发，箭头向下则不触发。长按 S3 选择交直流偶和方式。该示波器现在只能实现基本功能，其他更多功能有待于广大爱好者共同努力。S0、S1、S2、S3、S4 共 5 个端口分别连接 PB4、PB0、PB1、PC0、PC1 用于垂直电压灵敏度控制，控制数据见“程控放大电路”中的表 1。PB2、PB3、PB5 作为 SPI 总线接口与 MCU2通信，为了防止下载程序时两芯片 SPI 口冲突所以在两单片机之间的 SPI 总线上串联 3 只1K 的电阻，实验证明此法非常有效，电路工作稳定。PD0~PD2 共 3 个 IO 口用于时钟控制，控制数据见“时钟产生电路”中的表 2。频率的测量使用了 16 位计数器，外部下降沿出发。程控放大器输出的信号送给由场效应管 Q1 和高频三级管 Q2 组成的高输入阻抗整形电路整形后再由 U17 触发器 74F74 进行 4 分频然后送入 MCU1 的 T1（PD5）脚进行计数测频，在低水平扫速时（5ms/div 和 50ms/div）为了保证测频精度侧频周期为 1s，在高水平扫速时（小于 5ms/div）测频周期为 0.25s。测频的原理是通过记录 1s 或 0.25s 内计数器记录的脉冲数来换算频率，测频定时由中断完成，每测完一次频率就向 MCU2 通过 SPI 总线发送一次数据，所以在高水平扫速时每秒向 MCU2 发送 4 次数据，而在低水平扫速时每秒向 MCU2 发送1次数据，能较好的保证参数显示的实时性。

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DIY制作示波器的超详细教程：（二）电路才是“硬”道理——硬件电路简述

通过我的“蛊惑”，想必大家都想自制一台示波器玩玩，那就继续跟着我走吧！所有的电子设备都离不开硬件，首先让我来对它的硬件结构进行一下简述：总体电路如系统框图所示（图 1），前面已讲过，为了提高性能本电路采用“双核”结构，两片 AVR 单片机协同工作，MCU1 用于控制和频率测量，MCU2 用于数据处理和显示控制，两片单片机采用 SPI 总线通信。信号从探头输入，进入程控放大（衰减）电路进...

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DIY制作——8位VFD显示屏GPS时钟（制作心得+原理图+PCB等）-电路方案

04-21

前言:

今天的主角其实是好多朋友都应该已经熟悉的8位米字VFD显示屏，由YLEEE老板一年前“隆重”推出，期间很多朋友都做过，各种各样的实现和驱动方法都有，这里我就不做评价。我的主要思路是:简单、可靠，有专门驱动就用专门驱动，当然最重要的是要时间精准:1、和我之前的同步母钟同步（推荐）2、使用GPS模块校时。

八位米字VFD显示屏实物截图:

这个屏从图片上可以看出，做时钟屏是非常合适的，唯一的缺点就是稍微小点，不过瑕不掩瑜，量多价优呀！

尺寸图:

先说说规划的功能和特点:

1、从上面数据手册可以知道，这个屏是8位16段，使用PT6311可以了，专用芯片稳定、可靠、驱动效果好，这是我的一贯的原则，大家也可以使用几十个三极管做动态扫描驱动，反正是折腾，咋么搞亮都行；

2、还是使用绕制的高频变压器做灯丝、负压、隔离电源，优点:简单、稳定、可靠，灯丝交流、负压一次产生，不需要再利用系统其它资源。缺点:变压器虽然是EE13，可也不能能做的超薄；

3、3组硬件自动开关机，这个我之前的很多时钟上面都有。就是可以设置几组自动开关时间，控制VFD 的灯丝、负压电源，做到节能，延长屏寿命；

4、3组闹钟，每组可单独设置开启、关闭，闹铃响铃长度1－99秒，周末闹铃是否开启；

5、星期是程序根据年月日自动计算的，不需要设置；

6、12小时/24小时时间显示模式选择；（遥控器上F1快捷功能有效）

7、温度显示；（遥控器上TEMP快捷功能有效）

8、日期星期显示；（遥控器上DATE快捷功能有效）

9、固定显示时间/或者循序显示:时间1分钟－星期、日期显示5秒、温度显示5秒，2种显示模式可选。（遥控器上F2快捷功能有效）

10、光控自动调节或手动亮度调节，1－8级，设置00就是光控自动调节。自动开关机时段，也能手动或自动亮度控制；

11、红外遥控功能，也带红外学习功能，可以使用你自己的遥控器学习、控制；

12、有DS1302实时时钟芯片（正宗的能弄到只有拆机的了），外接正品日本KDS 5ppm晶振（这个好不容易找工厂朋友弄到，厂家仪表进行过筛选）

13、母钟的同步子钟/GPS同步时钟/普通时钟，大家可以根据自己的需要，选择不同的功能应用；

子母钟同步时，可以使用我之前介绍的2种，具体可参考之前的文章:

https://www.yeyudo.cn/article.asp?id=254

https://www.yeyudo.cn/article.asp?id=259

https://www.yeyudo.cn/article.asp?id=260

8位米字VFD屏制作的同步子钟/GPS时钟电路设计包括MCU控制板+驱动板2部分。

见PCB实物截图:

实物购买链接:https://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.0.0.lJN4W6&id=15071361340

硬件工程师都应该DIY一个示波器

一路带飞的博客

09-07

5192

DIY一个示波器是极好的，可以学到电源，模拟，模数混合，FPGA，到通信，上位机，数字信号处理算法。

DIY一个示波器是极有难度的。很多核心技术咱搞不到。

感谢开源精神。不得不说老外的开源精神就是好啊。

我最近更新了三期视频，都是关于这个示波器的，分别是项目介绍，示波器三大指标介绍，模拟输入部...

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Hantek 5000系列示波器原理图研究

leida_wt的博客

05-17

1904

Hantek 5000系列是Hantek（汉泰）2010年左右推出的入门型号示波器，最高采样率1GSa/s，带宽200M。本文对这套原理图进行简要分析

开源示波器DS203介绍、原理图学习

qlexcel的专栏

08-16

4788

介绍

开源资料下载：https://www.cirmall.com/circuit/5077/

原理图

总图

通道一信号从BNC座子引入，使用0603ESDA-05做静电防护，通过S1（型号CPC1017N）控制AC/DC。

如果S3不闭合，则信号流过R1、R1A、R3、R3A、R5A、R5到地，总阻值为：620K+180K+180K+10K+10K=1M，信号会被缩小1M/10K=100倍，送入运放U1A的同相输入端。

如果S3闭合，则信号会被缩小1M/(180K+10K+10K)=5倍，送入

开源示波器Scopefun介绍、原理图学习

qlexcel的专栏

07-28

1万+

介绍

Scopefun是网上开源的示波器，他的功能和规格如下：

项目的官网：https://www.scopefun.com/

固件、软件、硬件都可以在gitlab上下载：https://gitlab.com/scopefun，PCB需要使用开源的画图软件kicad打开。

原理图的PDF，在这里下载，推荐下载下来然后再跟着我后面的讲解来一起学习。

因为此示波器是通过USB把数据传到PC进行显示，因此还有个配套的上位机。可以在如下地址下载：https://link.csdn.net/?

开源示波器osc_fun介绍、原理图学习

qlexcel的专栏

08-16

8483

介绍

淘宝链接：https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.8149145.0.0.3b6b641azXFsK0&id=618746188037&_u=hgkprm6d92c

网盘资料下载地址：

链接：https://pan.baidu.com/s/18XXci-9umj6ymy4KD0xx4A

提取码：9oda

示波器的源代码和最新的原理图需要关注他的微信获取：

原理图学习

AD9288电路

前端信号处理电路

AQY282SX控

自制简易示波器

32Haozi

11-29

8709

用正点原子STM32F103 Mini开发板和配套的LCD屏做的简易示波器。

【全部开源】DIY制作晶体管测量仪（ESR）电路、PCB、程序-电路方案

04-22

DIY制作晶体管测量仪（ESR），全部开源。未经许可，不得商用。

量程概述（具体详见附件内容）:1、R测量范围:0.01至18欧2、C测量范围:0.15u至1000uF3、R精度:5%+20毫欧，测了十几个电容或电阻，ESR通通是误差1%+0.01欧以内。长期稳定性没有测试，所以标定为5%4、C精度:72kHz和3kHz同时测量，得到两个电容值。小电容误差也是1%左右误差。随着容量增加，误差变大。

5、相对误差表示为3kHz时容量误差可表示为0.05+C/300，72k是电解0.05+C/15，式中C的单位是uF，如果是高Q电容则误差小很多容量大了误差变大。6kHz电容测量范围3uF至300uF，72kH测量范围0.15uF至20uF。

电子维修中的电路在线维修测试仪上的ASA（VI曲线）测试（下）

12-13

电路在线维修测试仪上的ASA（VI曲线）测试（下）

六、关于测试通道数

测试信号的好坏决定了测试质量，测试通道的多少主要影响测试效率。使用要求不同，对通道数的多少要求也不同。主要有以下三种：

1．在线测试：目前对多于80个管脚的器件，基本上没有能配合使用的测试夹，所以80个通道基本满足使用要求；

2．电路板端口测试：通过转接板以及板上的相应电路板插座，把测试通道引到电路板各插脚，然后进行单/多端口测试。通常160个通道即可满足大多数使用要求;

3．超大规模集成电路离线测试：对于各种超大规模器件，除了ASA

测试，一般用户几乎没有其它测试手段。这种测试和电路板端口测试相似，只不

【DIY分享】示波器（原理图+源码+仿真）

Smart_Devil的博客

12-19

7280

【DIY分享】示波器（原理图+源码+仿真序介绍第一套第二套第三套结语资料包：Proteus软件示波器DIY资料更多精彩，等你发现~

序

100M示波器信号通道原理图.pdf

06-16

100MHz示波器信号通道原理图，包括衰减电路，直流通道，交流通道，缓冲电路，放大电路，单端转差分电路，后端接高速ADC。

简述示波器进行电源纹波分析及测试

01-20

一、什么叫纹波？

　　纹波（ripple）的定义是指在直流电压或电流中，叠加在直流稳定量上的交流分量。

　　它主要有以下害处：

　　1.1．容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生更多的危害；

1.2．降低了电源的效率；

1.3．较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器；

1.4．会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作；

1.5．会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作

二、纹波、纹波系数的表示方法

可以用有效值或峰值来表示，或者用量、相对量来表示；

单位通

DIY制作属于自己的数字示波器（原理图、程序源码、使用说明等）-电路方案

04-21

关于是德科技:

前言:

性能目标:

电源使用二节2500mA锂电，正常工作5小时以上。

数字示波器参数:

主控: STM32F103ZET6

液晶屏: 3.2"TFT320×240 65K彩色LCD显示屏 STM32 FSMC总线驱动

AD: ADS831 IDT7205

最高实时取样率60Msps 8Bits，

取样缓冲器深度:5K

垂直灵敏度:5V，1V，500mV,200mV,100mV,50mV,20mV,10mV;

基准电压使用STM32 DA输出，实现按键调节波形基准。并有位置指示

水平时基范围:2S, 1S,500mS,200mS,100mS,50mS,20mS,10mS,5mS,2mS,1mS,500uS,200uS,100uS,50uS,20uS,10uS,5uS,2uS,1uS,500nS,

水平位置可调并有指示

输入阻抗:≥1MΩ

最高输入电压:50Vpp

耦合方式:AC/DC

实现自动、常规、单次触发方式 ,上升或下降边沿触发

实现计算测量输入信号的频率、周期、占空比、交流峰-峰值、平均值

触发电平高低位置可调，并电压指示

触发时基位置可调，并带指示

实现RUN/STOP功能

使用16个按键，真正作到单键操作以免去组合按键麻烦。

如截图:

功能预留:

波形发生器:使用STM32另一路DA+NE5532实现正弦，三角波，方波输出。

SD卡波形存储输出。

系统串口，可连接电脑输出数据，也可实现远程ISP升级:通过从网上下载升级包文件，方便地升级示波器软件。

注意:

数字示波器实物展示:

原文出处:https://www.amobbs.com/thread-3706638-1-1.html

示波器探头×1和×10的意义

【DIY分享】示波器（原理图+源码+仿真）_示波器原理图-CSDN博客

【DIY分享】示波器（原理图+源码+仿真）

最新推荐文章于 2022-03-27 21:54:32 发布

Smart_Devil

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序介绍第一套第二套第三套

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凑热闹，diy个示波器 - 知乎

凑热闹，diy个示波器 - 知乎首发于兰湾切换模式写文章登录/注册凑热闹，diy个示波器张浩物理学话题下的优秀答主淘宝上有个示波器套件似乎很受欢迎，型号是DSO138，原理图如下(图片来自淘宝)：DSO138原理图基本指标：采样率1Msps，模拟带宽200kHz，垂直灵敏度从10mV/div到5V/div，水平时基从10us/div到50s/div，具有自动、普通和单次触发模式，自带1kHz/3.3V方波测试信号。是不是挺不错？不过采样率1Msps还是低了点。以及切换耦合方式、垂直灵敏度都是用机械开关实现的，还需要用双联开关的另一联来告诉MCU开关状态。是不是有点傻？这两个地方看来可以改进一下。首先MCU可以改用STM32F303CC，和STM32F103相比除了增加了4个片内运算放大器、7个比较器以外，最大的不同之处是它的ADC时钟可以运行在与主频相同的72MHz，12位采样时的最高采样率可以达到72/(12.5+1.5)=5.14Msps。如果把分辨率降到6位，再超点主频到80MHz，最高采样率就是80/(6.5+1.5)=10Msps了，是不是很美妙？输入端的几个机械开关则可以用继电器或者模拟开关代替。用模拟开关的问题是输入电压不能超过模拟开关的耐压，然而我拿到电路板才发现忘了这一点，算了。反正一般情况用示波器也不会测到太高的电压，就这样吧。下次得改成继电器了。原理图如下，除了之前两处，再就是改成了电池供电，这样可以做成一个手持式设备了。按钮则只用了两个，操作起来稍微麻烦一点。改进的示波器原理图还有个bug是高压必须先上电，否则DG409很容易闩锁，但是两个DCDC的EN脚都忘了加下拉，开机时状态不确定……只好加飞线了。下个版本再改进。实物照片，果然还是搞gui最折腾，有句话怎么说的，凡是有gui的程序都得在gui上消耗80%的时间……实物照片源代码和pdf原理图见github链接：发布于 2020-07-18 12:38DIY示波器赞同 5415 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收

用STM32做一个500KHz示波器｜DF创客周刊（第56期） - 知乎

用STM32做一个500KHz示波器｜DF创客周刊（第56期） - 知乎首发于DF创客周刊切换模式写文章登录/注册用STM32做一个500KHz示波器｜DF创客周刊（第56期）DFRobot已认证账号社区公众号记录每周值得分享的创客相关内容，每周五发布～内容开源，欢迎投稿或推荐相关内容。投稿邮箱：MakerCommunity@outlook.com图片&视频用STM32做一个500KHz示波器项目介绍了如何使用STM32微控制器（在Arduino IDE中）制作一个简单的500KHz示波器。与之前使用Arduino制作的最大频率仅为50kHz的示波器相比，STM32版本性能更好且成本更低。STM32是STMicroelectronics开发的32位ARM微控制器，可以安装Arduino引导加载程序并用作标准Arduino。https://www.zhihu.com/video/1698701019406516224项目包含STM32F103C8T6微控制器、TFT彩色显示屏、两个二极管、两个电阻和五个按钮。它有简单的用户界面，允许用户通过按钮更改设置和分析信号。这个示波器因其频率范围和速度可以成为一个实用的工具，价格低廉，非常适合实验室使用。来源：https://www.digikey.com/en/maker/projects/how-to-make-simple-500mhz-oscilloscope-with-stm32-arduino-ide/9b80a1e0a84f45fea8af2e0f49c73baf基于ATtiny85的掌上游戏机——Tiny Kade这是一个叫做"Tiny Kade"的小型街机，基于Arduino ATtiny85芯片制作而成。包括了一块0.9英寸的128x64像素OLED显示屏、三个按钮、蜂鸣器以及一个蓝色LED。作者展示了如何玩预装的游戏，包括Frogger、Pac-Man、Tetris等，并介绍了如何使用USB TinyISP将自定义游戏上传到Tiny Kade设备。作者还提到了在模拟器中运行游戏的方式，以及使用不同的显示库来控制OLED显示屏。GitHub：https://github.com/upiir/tinycade_attiny85_games在Arduino Uno上运行最新的Linux内核海外创客@gvl610成功地在Arduino Uno上启动了最新版的完整Linux内核，而不是为微控制器简化的μClinux版本。这一壮举是通过模拟技术实现的。因为Arduino Uno的ATmega328没有内存管理单元（MMU），并且它的计算能力不足以直接运行Linux。因此，他运行了一个模拟器，特定于RISC-V架构，来模拟运行Linux。但这个方法导致系统运行非常慢，以至于需要等待很长时间才能启动一个简单的命令行界面。代码是用AVR C编写的，并且他使用了SD卡来提供额外的存储空间，因为ATmega的32k存储显然不够。这个尝试与2012年一个模拟ARM运行Linux的项目相似，但性能似乎更差。GitHub仓库：https://github.com/raspiduino/arv32-opt来源：https://hackaday.com/2023/10/13/because-you-can-linux-on-an-arduino-uno/管理无线网络的瑞士军刀——ESP32-DIVESP32-DIV是一个结合了ESP32、ST7735 TFT LCD屏幕和微动开关的多功能无线网络工具，旨在帮助网络管理员和IoT开发者理解和管理无线网络。它可以监控数据包、扫描Wi-Fi、模拟信标帧和检测反认证攻击，非常适合网络故障排查、安全审计和IoT项目。来源：https://www.hackster.io/CiferTech/esp32-div-your-swiss-army-knife-for-wireless-networks-08ef55Penny的电脑书这个Arduino项目是复刻《神探加杰特》中Penny的电脑书，由Arduino Nano ESP32驱动。为了完成这个项目，作者采购了Arduino Nano ESP32、Arduino MEGA2560、各种按钮、显示屏等。她首先进行了深入的研究，确保电脑书的外观和功能都准确；接着制作书的主体，给部件开孔、安装并进行电子连接。项目还编写了两个Arduino程序，并加入了Wi-Fi功能，允许连接到一个名为"Penny's Computer Book"的网络，并控制书上的不同输出。来源：https://www.instructables.com/Pennys-Computer-Book-from-Inspector-Gadget/周刊首发于版权协议：WTFPL编辑于 2023-10-23 09:02・IP 属地上海STM32示波器赞同 74 条评论分享收藏申请转载文章被以下专栏收录DF创客周刊记录每周值得分享的创客相关内容，每周五

【自制】基于FPGA的便携示波器 - 知乎

【自制】基于FPGA的便携示波器 - 知乎切换模式写文章登录/注册【自制】基于FPGA的便携示波器嘉立创EDA高效的国产PCB设计工具，永久免费！官网：lceda.cn究竟是啥工程，竟然给人这种观感？其实是……便携式示波器工程描述此示波器部分使用两片AD9288（双8位100M采样率ADC），并采用交替采样的方式使示波器能够达到单通道最高400Msps、双通道200Msps的采样率。波形发生器部分使用的是3PD5651，125M转换速率，10bit的数据位宽，最高20MHz的正弦波输出。波形发生器输出能够通过双头BNC线直接接入示波器部分，供示波器测试使用。便携示波器https://www.zhihu.com/video/1500804360481648641模块划分该系统硬件部分由FPGA核心板、便携式示波器底板、便携式示波器显示板、扩展数据采集模块组成。FPGA核心板：逻辑功能实现（Altera FPGA Cyclone IV EP4CE30）；便携式示波器底板：对波形预处理、任意信号生成；便携式示波器显示板：功能与方向按键组合实现不同操作，LCD显示信息；扩展数据采集模块：扩展一路AD9288_ADC模块，模拟前端电路同底板相同。系统总体方案框图项目图片3D预览图未焊接PCB实物图PCB实物图作品实物图看到这里，小编只能憋出一个字——“牛”！工程附件工程附件较多，建议从原工程下载查看。如有其他问题，可在原工程底部留言作者。该工程为立创开源平台的活动——“星火计划”中的作品。该活动每年一次，一次持续一年，500—1w以内的耗材费全包，报名还在持续中，欢迎广大电子爱好者报名。工程名称：便携式示波器工程作者：Alpha-go好啦，你还有什么想了解的吗？欢迎在评论区滴滴如果你认为有用，就点赞、关注或转发一下吧！更多精彩：发布于 2022-04-22 11:55示波器PCBpcb设计赞同 93 条评论分享喜欢收藏申请

模拟示波器的完整教程_哔哩哔哩_bilibili

模拟示波器的完整教程_哔哩哔哩_bilibili 首页番剧直播游戏中心会员购漫画赛事投稿模拟示波器的完整教程

6.6万

155

2018-03-20 19:28:44

未经作者授权，禁止转载7773851598568虽然数字示波器越来越强大，但是模拟示波器亦有其优点，此视频对使用模拟示波器的人可以作为温习备忘，对于刚接触的人可以作为教程使用。知识校园学习教学视频科技学习教程野生技术协会经验分享学习心得

笑看古今风流

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9.1万

2022-04-16 15:19:05

未经作者授权，禁止转载282913214110390开源！开源！开源！重要的事情说3遍！该项目为STM32简易仪器仪表，主要功能为简易示波器，简易函数信号发生器，电阻测量，可调电源输出等，目前该项目还在设计阶段，在后续会开源整个项目，包括源代码，还会讲解整个设计原理、设计遇到的一些问题、器件选型等，感兴趣的朋友帮忙点个赞，点个关注吧知识野生技能协会单片机视频教程自制简易信号发生器开源STM32经验分享简易示波器

小野FFF

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2.9万

2020-11-06 21:42:01

未经作者授权，禁止转载698458980106世界末日，一切从简！

最近沉迷考研，也没什么时间做东西了，本来按计划STM32示波器也是要过很久才会做的，结果前前后后花了1天就做完了……果然摸鱼才是第一生产力！

总之，东西在下面，有需要请自取。（如果有点赞投币收藏什么的……想要，诶嘿嘿）

链接：https://pan.baidu.com/s/1XQjcvKi3uxovGSgLUCB_XA

提取码：Yuki

特别鸣谢：@Kontor科技极客DIYDIY单片机野生技术协会PCBSTM32示波器

YukiSakura_AP

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基于STM32的开源简易示波器项目

发布者：Heavenly999最新更新时间：2024-03-08

来源: elecfans关键字：STM32 开源简易示波器

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一、前言该项目是基于正点原子精英板制作的一个简易示波器，可以读取信号的频率和幅值，并可以通过按键改变采样频率和控制屏幕的更新暂停。二、硬件接线将PA6与PA4相连，可观察到正弦波。将PA6与PA5相连，可观察到三角波/噪声(默认三角波)。KEY_UP控制波形的更新和暂停。KEY_1降低采样率。KEY_0提高采样率。三、信号的采集信号的采集主要是依靠ADC（通过定时器触发采样，与在定时器中断中开启一次采样的效果类似，以此来控制采样的间隔时间相同），然后通过DMA将所采集的数据从ADC的DR寄存器转移到一个变量中，此时完成一次采样。由于设定采集一次完整的波形需要1024个点，即需要连续采集1024次才算一次完整的波形采样（需要采集1024个点的原因在后面会提到）。因此我们还需创建一个数组用于存储这些数据，并在DMA中断中，将成功转移到变量中的数据依次存储进数组（注意此数组中存入的数据是12位的数字量，还未做回归处理），完成1024个数据的采样和储存，用于后续在LCD上进行波形的显示和相关参数的处理。此案例用到的是ADC1的通道6（即PA6口）进行数据的采样，主要需注意将ADC转换的触发方式改为定时器触发（我用的是定时器2的通道2进行触发，由于STM32手册提示只有在上升沿时可以触发ADC，因此我们需要让定时器2的通道2每隔固定的时间产生一个上升沿）。将定时器2设置成PWM模式，即可令ADC1在定时器2的通道2每产生一次上升沿时触发采样，后续即可通过改变PWM的频率（即定时器的溢出频率），便可控制采样的频率。四、代码配置ADC的配置：/**********************************************************简介：ADC1-CH6初始化函数***********************************************************/voidAdc_Init(void){ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);//使能ADC1通道时钟RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//设置ADC分频因子672M/6=12,ADC最大时间不能超过14M//PA6作为模拟通道输入引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;//模拟输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);ADC_DeInit(ADC1);//复位ADC1,将外设ADC1的全部寄存器重设为缺省值ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//ADC工作模式:ADC1工作在独立模式ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//模数转换工作在单通道模式ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//模数转换工作在非连续转换模式ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2;//转换由定时器2的通道2触发（只有在上升沿时可以触发）ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//ADC数据右对齐ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;//顺序进行规则转换的ADC通道的数目ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);//根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//使能指定的ADC1ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);//ADC的DMA功能使能ADC_ResetCalibration(ADC1);//使能复位校准ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_6,1,ADC_SampleTime_1Cycles5);//ADC1通道6,采样时间为239.5周期ADC_ResetCalibration(ADC1);//复位较准寄存器while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//等待复位校准结束ADC_StartCalibration(ADC1);//开启AD校准while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//等待校准结束ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//使能指定的ADC1的软件转换启动功能}定时器的配置：/******************************************************************函数名称:TIM2_PWM_Init(u16arr,u16psc)函数功能:定时器3，PWM输出模式初始化函数参数说明:arr：重装载值 psc：预分频值备注:通过TIM2-CH2的PWM输出触发ADC采样*******************************************************************/voidTIM2_PWM_Init(u16arr,u16psc){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//使能定时器2时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM2CH2的PWM脉冲波形GPIOA.1GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;//TIM_CH2GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIO//初始化TIM3TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;//设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;//设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;//设置时钟分割:TDTS=Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);//根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位//初始化TIM2Channel2PWM模式TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;//输出极性:TIM输出比较极性高TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=1000;//发生反转时的计数器数值，用于改变占空比TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);//根据T指定的参数初始化外设TIM2TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2,ENABLE);//使能PWM输出TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能TIM2}DMA配置：/******************************************************************函数名称:MYDMA1_Config()函数功能:DMA1初始化配置参数说明:DMA_CHx：DMA通道选择 cpar：DMA外设ADC基地址 cmar：DMA内存基地址cndtrDMA通道的DMA缓存的大小备注:*******************************************************************/voidMYDMA1_Config(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u32cpar,u32cmar,u16cndtr){DMA_InitTypeDefDMA_InitStructure;NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);//使能DMA传输DMA_DeInit(DMA_CHx);//将DMA的通道1寄存器重设为缺省值DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=cpar;//DMA外设ADC基地址DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=cmar;//DMA内存基地址DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC;//数据传输方向，从外设读取发送到内存//DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=cndtr;//DMA通道的DMA缓存的大小DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址寄存器不变DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;//内存地址寄存器递增DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//数据宽度为16位DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//数据宽度为16位DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular;//工作在循环模式DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_High;//DMA通道x拥有高优先级DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;//DMA通道x没有设置为内存到内存传输DMA_Init(DMA_CHx,&DMA_InitStructure);//ADC1匹配DMA通道1DMA_ITConfig(DMA1_Channel1,DMA1_IT_TC1,ENABLE);//使能DMA传输中断//配置中断优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=DMA1_Channel1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);//使能DMA通道}注意：由于在设置PWM时将TIM_Pulse默认设置为1000，因此在初始化定时器2时，TIM_Period的值不能小于该值，可自行修改。TIM_Pulse的值并不会影响采样频率。采样频率= 定时器2溢出频率=SYSCLK/预分频值/溢出值因此如果将TIM_Pulse设为1，TIM_Period设为2，TIM_Prescaler设为1，理论上采样频率最高可达36Mhz。五、数据的处理数据的处理主要是要求出信号的频率和幅值等相关参数。幅值可以通过找出之前存储1024个点的数组中最大最小值，回归处理过后算出差值。难点主要在于频率的求取。一个信号中可能包含多种频率成分，而我显示的是幅值最大的频率分量（当然其他频率也可获得）。这里便用到了STM32提供的DSP库中的FFT（快速傅里叶变换），DSP库在最后的源码中有。需要采样1024个点的原因：FFT算法要求样本数为2的n次方，而DSP库中提供了64，256和1024样本数对应的库函数，因此选用1024最大样本数可以使频率分辨率最小，更加精确。（定义频率分辨率f0=fs/N，其中fs等于采样率，N为采样点数）需注意：FFT后的输出不是实际的信号频率，需要经过转换。f(k)=k*(fs/N)，其中f(k)是实际频率，k是实际信号的最大幅度频率所对应的数。（详见下面代码，分享的源代码中公式有误，未重新上传）获取频率的函数：#defineNPT1024//一次完整采集的采样点数/******************************************************************函数名称:GetPowerMag()函数功能:计算各次谐波幅值参数说明:备注:先将lBufOutArray分解成实部(X)和虚部(Y)，然后计算幅值(sqrt(X*X+Y*Y)*******************************************************************/voidGetPowerMag(void){floatX,Y,Mag,magmax;//实部，虚部，各频率幅值，最大幅值u16i;//调用自cr4_fft_1024_stm32cr4_fft_1024_stm32(fftout,fftin,NPT);//fftin为傅里叶输入序列数组，ffout为傅里叶输出序列数组for(i=1;i>16;Y=(fftout[i]>>16);Mag=sqrt(X*X+Y*Y);FFT_Mag[i]=Mag;//存入缓存，用于输出查验//获取最大频率分量及其幅值if(Mag>magmax){magmax=Mag;temp=i;}}F=(u16)(temp*(fre*1.0/NPT));//源代码中此公式有误，将此复制进去LCD_ShowNum(280,180,F,5,16);}六、模拟正弦波输出此正弦波输出是用于调试示波器，观察显示和实际是否相同。主要利用DAC输出，在定时器3的中断中不断改变DAC的输出值，产生一个正弦波。因此改变正弦波的频率可以通过更改定时器3的溢出频率。（采用的PA4口进行输出）在初始化时，我将定时器3的重装载值设置为40，预分频值设置为72，正弦波输出频率为72Mhz/40/72/1024≈24.5Hz（1024是因为将一个周期正弦波均分成1024个输出点，详见下面函数InitBufInArray()）。经采样处理后显示为24-25Hz，与实际值接近。（但是当采样频率提高到最大3.6kHz时，频率显示为32Hz左右，原因未知）下面是相关代码：u16magout[NPT];/******************************************************************函数名称:InitBufInArray()函数功能:正弦波值初始化，将正弦波各点的值存入magout[]数组中参数说明:备注:*******************************************************************/voidInitBufInArray(void){u16i;floatfx;for(i=0;i=NPT)i=0;}七、模拟噪声或三角波输出模拟噪声或三角波输出可直接通过配置DAC，利用芯片内部的发生器产生。DAC2的转换由定时器4的TRGO触发（事件触发）。同时需要注意设置TRGO由更新事件产生。若为三角波输出，频率=72Mhz/定时器重装载值/预分频系数/幅值/2；例如：初始化定时器的重装载值为2，预分频系数为36，幅值为最大（4096），即Freq=72Mhz/2/36/4096/2≈122Hz；具体代码如下所示：voidDac2_Init(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;DAC_InitTypeDefDAC_InitType;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能PORTA通道时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC,ENABLE);//使能DAC通道时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;//模拟输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);DAC_InitType.DAC_Trigger=DAC_Trigger_T4_TRGO;//定时器4触发DAC_InitType.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_Noise;//产生噪声//DAC_WaveGeneration_Triangle产生三角波DAC_InitType.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_TriangleAmplitude_4095;//幅值设置为最大，即3.3VDAC_InitType.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable;//DAC1输出缓存关闭BOFF1=1DAC_Init(DAC_Channel_2,&DAC_InitType);//初始化DAC通道2DAC_Cmd(DAC_Channel_2,ENABLE);//使能DAC-CH2DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,0);//12位右对齐数据格式设置DAC值}voidTIM4_Int_Init(u16arr,u16psc){TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);//时钟使能TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;//设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值计数到5000为500msTIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;//设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值10Khz的计数频率TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;//设置时钟分割:TDTS=Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseStructure);//根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位TIM_SelectOutputTrigger(TIM4,TIM_TRGOSource_Update);//触发外设方式为更新触发TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//使能TIMx外设}八、显示函数与按键控制显示波形只需将所获得的1024个采样数据选择一部分进行显示大致思路如下：u16pre_vol;//当前电压值对应点的纵坐标u16past_vol;//前一个电压值对应点的纵坐标//adcx[]数组及通过DMA存入的1024个原始数据pre_vol=50+adcx[x]/4096.0*100;LCD_DrawLine(x,past_vol,x+1,pre_vol);//根据实际，打点位置可进行相应更改past_vol=pre_vol;按键的控制是在外部中断中进行（正点原子资料中提供相应参考代码）比较重要的是改变采样频率。

关键字：STM32 开源简易示波器

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