基于STM32的便携式示波器的设计

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基于STM32的便携式示波器的设计

基于STM32的便携式示波器的设计本设计是一种简易数字示波器，以STM32单片机作为控制核心，经过按键设置相应档位后，被测信号经过与处理电路、A/D转换电路、采样电路后再经过数据处理最后显示实时波形。

测试结果表明本课题设计的便携式示波器系统稳定、波形清晰、可靠性高，而且本课题设计的便携式示波器成本低，具有很高的实用价值。

标签：便携式示波器；STM32；预处理电路；A/D转换；实时采样引言示波器的应用与日俱增。

对硬件开发来说，测量信号的幅度、频率等信息都离不开示波器，但是对于非盈利的教学组织和广大电子爱好者来说高精度的示波器非常昂贵[1]。

为满足众多电子设计爱好者由于高精度示波器昂贵的价格所带来的困扰，设计了一种基于STM32的便携式示波器。

1 便携式数字示波器的工作原理本设计硬件电路部分由信号调理电路、主控芯片、按键选择电路组成，显示部分为LCD液晶显示电路。

本设计以STM32为控制核心，首先将被测信号离散化，之后将离散数据暂存于FIFO中，单片机从FIFO中读取数据，然后经过一系列数据处理将数据输出在LCD显示器上，实现被测信号的波形显示。

2 硬件设计2.1 前端信号的处理本模块具有两大功能，一是通过拨码开关切换测试档位；二是信号波形的处理。

被测信号分为两种：一种是直流信号，另一种是交流信号。

对于选择直流信号还是交流信号是通过拨码开关进行选择的。

首先，判定信号是直流还是交流；然后通过调整拨码开关将示波器测试模式调整至合适测试档位。

测量交流信号时，信号经过电容进入模拟通道；测量直流信号时，信号直接进入模拟通道。

信号波形处理电路主要由信号抬升电路和阻抗变换电路两部分组成。

信号抬升电路作用是使信号在垂直方向上处于A/D转换器的输入范围[3]。

但STM32属于数字器件，不能直接对模拟信号进行处理，所以需要对信号进行离散化处理[4]。

2.2 信号的采集信号的采集部分采用BB公司的8位AD，是本设计的核心部分，经过AD 采集的数据不是直接发送至MCU，而是首先发送到AD与MCU之间的FIFO，以便起到数据缓冲的作用。

基于STM32的数字示波器

基于STM32的数字示波器摘要本设计是基于STM32F103系列MCU的便携数字示波器，其主控芯片为STM32F103RCT6，使用由主控芯片的片上ADC外设将模拟量转换为数字量，通过DMA进行数据传输，由锂电池进行供电，1.8寸TFT屏将波形显示给使用者，并使用按键及旋钮进行波形切换显示。

本设计具有方便携带和成本低的特点，具有实际使用价值。

关键词:STM32F103；便携示波器；TFT屏；1.1设计背景、研究目的和意义设计背景数字示波器是设计、制造和维修电子设备不可或缺的工具。

随着科技及市场需求的快速发展，工程师们需要的工具，迅速准确地解决面临的测量挑战。

作为工程师的眼睛，数字示波器在迎接当前棘手的测量挑战中至关重要。

随着电子工业的持续高速发展，信息技术产品的智能化、网络化以及集成化程度逐步提高以及半导体、5G、人工智能、新能源、航天航空及国防等行业驱动，数字示波器具有良好的发展前景。

根据《2022-2027年中国示波器行业市场发展现状及投资前景展望报告》的数据显示，数字示波器在2020的市场规模达到18.02亿美元，在2024年将达到21.67亿美元，2019年至2024的市场需求将按照4.56%的年均复合增长率增长。

而目前示波器的主要供应国和地区有美国、日本、荷兰、韩国、中国等。

从全球市场销量来看，三大厂商泰克、安捷伦和力科垄断了大部分市场份额。

面对如此庞大的市场，世界以及中国本土示波器制造商一方面增强中国市场的进军力度，另一方面也紧贴市场的需求，最大程度的满足用户的实际使用需求。

目前新的技术应用越来越多，测试要求也越来越高，谁能不断满足用户不断变化的测试需求，谁就能赢得市场。

研究目的在很多生产领域，数字产品离不开模拟产品的配合，各种新型应用对模拟产品提出了新要求，同时也影响着模拟产品的发展方向。

以目前市场热点5G手机为例，实数字算法问题早已解决,电源待机时间、声音效果、背光等还不能满足用户的需求，而这些都属于模拟技术的范畴。

(完整word版)基于STM32的示波器的设计开题报告

开题报告:1。

本课题研究的目的、意义：随着电子行业的发展，示波器在实际生活生产中占据的地位越来越重要，其实用之广泛和发展速度之快都远远超过其他测量仪器，已经广泛应用于国防、科研、学校以及工农商业等各个领域和部门。

而在由芯片控制的数字示波器已经逐步成为示波器市场上的主要产品。

目前国内市场上出现的高精度数字示波器普遍存在着价格昂贵、不便于户外的测量等等缺点。

本课题研究的意义是通过本课题的研究，能够开发出一款价格较低,功能较齐全、体积较小而又不影响测量精度的手持式数字示波器，以求弥补国内市场在这方面的空缺。

本课题采用STM32为主控芯片，采用LCD液晶屏作为显示设备，通过外部A/D对输入信号采集和处理，最终将波形信息显示在液晶屏上，以此完成一款手持式数字示波器的设计。

使用单片机是本专业学生需要掌握的一项基本技能,本课题的主要目的是通过对单片机的应用,进一步加深单片机硬件电路的连接以及软件的编程。

可以达到学以致用，把理论与实践相结合，学会如何应用自己的所学的知识，学会在设计的过程中发现问题、解决问题的能力，掌握设计的技巧，为以后工作打下基础，并完成一个能够基本满足需求的手持式数字示波器。

2.国内外研究现状数字示波器经过多年的飞速发展,其自身的各种性能、功能和价格已经完全可与模示波器相媲美,而且集捕获、显示、测盘、分析、存储于一体。

它的实时带宽已达2GHz,测量精度Y轴达土1％~十2％、X轴达十0。

01％.这种示波器显示屏幕一般比模拟示波器显示屏幕要大,通常为7英寸和9英寸。

彩显CRT数字示波器价格下跌,过去普遍用于1GHz示波器,现已开始用于40MHz 的数字示波器。

过去独占示波器鳌头约50年的模拟示波器虽也有很大进步，但还是退出了长期一统示波器天下的局面.经过较量之后，带宽1GHz的模拟示波器已全部让给等效和实时采样数字示波器,10MHz～500MHz也已基本让给了实时采样数字示波器,只有在100MHz以下的示波器中大约还能占到近一半的份额。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计随着科技的不断发展，电子技术在各个领域得到了广泛的应用。

在电子领域中，示波器是一种用于显示电子信号的仪器，它能够将电子信号转换成可视化的波形，并且能够从中获取有用的信息。

在电子工程中，示波器是一种非常重要的测量仪器，它可以用于信号的检测、测量和分析。

随着技术的进步，传统的示波器已经不能满足人们对于便携性和功能性的需求，因此基于嵌入式系统的手持示波器成为了电子工程师们的新宠。

本文将介绍一种基于STM32的手持示波器设计方案。

一、设计背景传统的示波器通常是大型台式仪器，体积庞大、移动性差，而且往往需要电源支持。

这对于需要频繁移动的电子工程师来说是一个不便。

基于嵌入式系统的手持示波器成为了一个解决方案。

STM32是意法半导体推出的一款32位的嵌入式微控制器，它具有丰富的外设资源和强大的计算能力，非常适合用于手持示波器的设计。

基于STM32的手持示波器可以实现小巧便携、低功耗、高性能的特点，因此受到了广泛的关注。

二、设计方案1. 系统架构基于STM32的手持示波器主要由硬件和软件两部分组成。

硬件包括主控芯片、显示屏、按键、外部触发和输入端口等，软件包括嵌入式系统固件和上位机软件。

2. 主控芯片选择在手持示波器中，主控芯片承担着控制和数据处理的任务，因此选择一款性能强劲的主控芯片非常重要。

STM32系列微控制器具有丰富的外设资源和强大的计算能力，非常适合用于手持示波器的设计。

可以根据具体需求选择不同型号的STM32芯片，如F1系列、F4系列或者F7系列等。

3. 显示屏选择手持示波器的显示屏需求对显示效果和功耗都有较高的要求。

常见的选择有TFT彩色显示屏和OLED显示屏。

TFT彩色显示屏具有色彩丰富、显示效果好的特点，可以显示更加细致的波形；而OLED显示屏则具有低功耗和高对比度的特点，适合用于便携设备。

根据具体需求选择合适的显示屏。

4. 输入端口设计手持示波器需要能够接收外部的模拟信号，并将其转化成数字信号进行处理和显示。

基于STM32的便携式示波器及设计研究

基于 STM32的便携式示波器及设计研究摘要：基于STM32的便携式示波器能在优化系统操控效果的同时，降低项目成本，具有重要的研究和推广价值。

本文分析了设备组成，并从硬件设计、软件设计两个方面对具体设计方案展开讨论。

关键词：STM32；便携式示波器；组成；设计方案伴随着嵌入式数字示波器的全面发展，基于示波器完成测量运算和分析工作的效率也在提升，对STM32为控制核心的便携式示波器予以研究，无论是应用性能还是数据处理能力都更具优势。

一、基于STM32的便携式示波器组成基于STM32内部定时器资源作为整个示波器A/D采样触发器，能减少系统复杂度的基础上提升数据收集和处理的灵活度。

主要组成结构如下：1）显示模块，3.2寸TFT液晶。

2）信号处理模块，在信号进入设备后，经过阻容衰减、阻抗变换、电平移位、程控增益、低通滤波等完成信号的处理。

3）电源管理模块。

4）微处理器模块，使用STM32F微处理器，对A/D进行采样频率控制，实现DMA数据输送和波形重建[1]。

二、基于STM32的便携式示波器设计方案（一）硬件设计1.信号调理电路在整个便携式示波器中，输入信号无法直接完成ADC的采样工作，此时，要利用线性处理的方式对原始信号相位情况和幅度情况予以控制，因此，由阻容衰减电路、阻抗变换电路、电平移位电路、程控增益电路和低通滤波电路组成的前级信号调理电路至关重要。

其中，阻容衰减电路，由补偿电容结构和分压电阻网络构成，能结合相应要求补偿信号。

而阻抗变换电路，借助对应的元件避免信号在电压作用下出现波形失真等现象，本文选取的是OPA656集成元件。

另外，程控增益电路，选取CD4051BC继电器，能有效维持电流控制。

2.触发电路基于STM32的便携式示波器在触发过程中，定时器触发、外部信号触发以及软件触发是较为常见的方式，其中，定时器触发和软件触发相对应，前者采取的是周期性采样信号、后者采取的是非周期性采样信号，而外部信号触发则应用的是特定的采集信号。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计1. 引言1.1 背景介绍传统的示波器通常体积庞大、价格昂贵，不便携，限制了其在现场调试和实验等应用方面的灵活性和便利性。

研发一款基于STM32微控制器的手持示波器显得非常必要和重要。

通过结合STM32微控制器的高性能和灵活性，设计一款小巧便携的手持示波器，可以满足工程师们在不同场合的测量需求，提高工作效率。

基于STM32的手持示波器设计将成为电子测量仪器领域的一项重要突破，将为电子工程师们提供更多便利和可能，有望成为未来电子工程领域的重要工具之一。

1.2 研究意义研究基于STM32的手持示波器设计的意义在于，可以提高示波器的性能和功能，满足不同领域对示波器的需求。

通过对STM32微控制器进行深入研究和应用，可以实现更高的采样率、更灵敏的触发功能、更丰富的波形显示模式等功能，使手持示波器在电子、通信、汽车等领域的应用更加广泛和深入。

基于STM32的手持示波器设计还可以推动嵌入式系统的发展和普及，促进科技创新和产业发展。

通过对软硬件设计的深入研究和优化，可以提高示波器的稳定性和可靠性，提升用户体验，推动示波器技术的进步和应用。

研究基于STM32的手持示波器设计具有重要的意义和价值。

2. 正文2.1 STM32微控制器概述STM32微控制器是由意法半导体公司推出的一系列32位ARM Cortex-M微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。

STM32微控制器具有高性能、低功耗、丰富的外设和灵活的扩展性等特点，被广泛应用于工业控制、通信设备、消费类电子产品等领域。

STM32微控制器采用ARM Cortex-M内核，提供了不同系列和型号以满足不同应用需求。

STM32F系列主要针对高性能应用，配备了丰富的外设、高速嵌入式存储器和先进的通信接口；而STM32L系列则专注于低功耗应用，具有优秀的低功耗特性和封装形式。

在设计基于STM32的手持示波器时，选择合适的STM32微控制器型号非常重要。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计随着科技的不断进步，示波器已成为电子工程师等专业人士的必备工具之一。

在实际的工程应用中，一款好的示波器能够大大提高工程师工作的效率和精度。

随着嵌入式系统的不断发展，嵌入式示波器已成为越来越多人的选择。

本文将介绍一款基于STM32的手持示波器的设计。

该示波器具有以下几个特点：1.小巧便携：该示波器为手持式设计，体积小、重量轻，方便携带。

2.高精度：该示波器采用STM32芯片作为核心，具有高精度和高稳定性，可适应各种复杂的实际工程环境。

3.易于使用：该示波器使用简单，不需要专业的培训就能操作。

下面将对该手持示波器的设计进行介绍。

一、系统设计该示波器主要由信号采集模块、信号处理模块和显示模块组成。

1.信号采集模块该模块主要负责采集外部信号，并将采集到的信号传输到信号处理模块。

信号采集模块使用的是高精度ADC芯片，采集速率和有效位数能够满足实际应用需求。

该模块主要负责处理采集到的信号，提取信号的各种特征，并对信号进行分析和处理。

信号处理模块使用的是STM32芯片，该芯片具有高速运算和高精度控制的特点，可以满足复杂的信号处理需求。

3.显示模块该模块主要负责将处理过的信号以波形图的形式显示出来，供用户观察。

显示模块使用的是高分辨率LCD屏幕，可以清晰地显示波形图像。

二、硬件设计1.电源部分该示波器使用的是可充电电池供电，电池容量为2000mAh，可满足长时间使用需求。

为了保证电池的寿命和安全性，电源部分设计了充电和保护电路。

该模块主要由采样电路和ADC芯片组成。

采样电路使用的是高速运算放大器和分压电路，可以同时采集正负信号。

ADC芯片采用的是高精度12位ADC芯片，采样速率为1Msps。

该模块采用的是STM32F407VG系列芯片，具有高性能和低功耗的特点。

为了保证芯片的稳定性，设计了必要的时钟电路和电源滤波电路。

该示波器采用的是2.8英寸TFT液晶屏幕，分辨率为320*240。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计
手持示波器是一种便携式的测量仪器，具有示波器的基本功能，并具有便携、易于携带和操作的特点。

本文基于STM32单片机，设计一个基于STM32的手持示波器。

首先是硬件设计部分。

手持示波器的核心是使用STM32单片机作为控制器，它具有高性能和低功耗的特点。

在硬件设计中，我们需要设计一个合适的电路板，并选用合适的传感器和器件。

电路板上需要包含STM32单片机，LCD显示屏、触摸屏、ADC芯片等，以实现示波器的基本功能。

接下来是软件设计部分。

软件设计部分主要包括嵌入式软件和PC端软件。

嵌入式软件是在STM32单片机上运行的程序，主要负责数据的采集和处理，以及控制LCD显示屏和触摸屏的功能。

PC端软件用于接收和处理从手持示波器传输过来的数据，并以图像的形式显示出来。

最后是整体功能测试。

在整体功能测试中，需要将嵌入式软件程序烧录到STM32单片机上，并将电路板与LCD显示屏和触摸屏连接起来。

然后，通过采集和处理模拟信号，将数据传输到PC端软件上，并以图像的形式显示出来。

在测试过程中，需要验证手持示波器是否能够正常采集和处理信号，并能够准确地显示出来。

基于STM32的手持示波器设计包括硬件设计和软件设计两个部分。

硬件设计主要涉及电路板的设计和选用合适的传感器和器件；软件设计主要包括嵌入式软件和PC端软件的编写；最后还需要进行整体功能测试，验证手持示波器是否能够正常工作。

这样设计出的手持示波器具有便携、易于携带和操作的特点，适合在各种场合进行信号测量和分析。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计随着科学技术的不断发展，手持式示波器越来越普及，成为现在电子工程师最常用的测试工具之一。

本文将介绍基于STM32的手持式示波器的设计。

1. 硬件设计本设计选用了STM32F407VGT6作为主控芯片，该芯片具有高性能、低功耗、丰富的外设及易于开发的特点。

同时，该芯片还具有6路通用DMA控制器，可支持高速数据传输，有利于提高示波器的性能。

1.2 信号输入示波器需要通过一些输入通道来接收要测试的信号，本设计选择了4路输入通道。

每个通道都采用了放大电路和滤波电路，以增强信号的清晰度。

信号经过放大和滤波后，通过A/D转换芯片进行数字化处理，再传输到主控芯片进行处理。

1.3 显示屏本设计采用了3.5英寸的TFT彩屏，分辨率为320x480。

显示屏可折叠，方便携带。

同时，为了提高显示屏的清晰度，加入了背光控制电路，可以根据环境亮度自适应调节亮度。

1.4 电源为了方便携带，在电源设计上采用了锂电池供电，并加入了充电电路和保护电路。

同时，还加入了可变电阻，可以根据需要调节输出电压。

2.1 系统组成软件主要由以下几部分组成：界面模块、数据采集模块、数据处理模块和标准电压源控制模块。

2.2 界面模块该模块负责实现图形化交互界面，用户可以通过界面上的按钮和菜单选择需要的测试功能，并对参数进行设置。

同时，该模块还可以实时显示波形图和测量值，便于用户查看波形和测试结果。

2.3 数据采集模块该模块负责从输入通道接收信号并进行放大、滤波和A/D转换等处理，将处理后的数据传输到主控芯片进行处理。

同时该模块还负责实现数据的存储和回放功能，便于用户对波形数据进行后续分析。

该模块负责对采集到的数据进行处理、分析和显示，包括波形处理、频率分析、电压、电流和功率测量等功能。

用户可以通过界面设置参数来进行测试，同时还可以将测试结果保存到文件中。

2.5 标准电压源控制模块该模块负责控制标准电压源的输出，并将输出值传输到主控芯片进行处理，并与测试结果进行比较，以保证测量的准确性。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计1. 引言1.1 背景介绍在这样的背景下，本文将基于STM32微控制器设计一款手持示波器，旨在实现便携、高性能、易操作的特点。

通过对STM32微控制器的深入研究和优化设计，结合硬件和软件的设计，将实现一款功能强大的手持示波器。

这不仅将为电子工程师提供更加便捷和高效的测量工具，还将对现有示波器市场产生一定的冲击，促进示波器行业的进一步发展与创新。

本文选择基于STM32的手持示波器设计作为研究课题，旨在探索新型示波器的设计思路和实现方法，为电子工程师提供更加便捷实用的工具，推动示波器技术的发展与应用。

1.2 研究意义现代科技的发展日新月异，电子技术在各个领域的应用日益广泛。

示波器作为电子测试中不可或缺的仪器之一，用来显示和分析电信号的波形。

手持示波器相比传统示波器更加便携灵活，具有更广泛的应用场景。

基于STM32的手持示波器设计，具有成本低、功耗低、性能稳定等优点，可以满足日常实验、教学和维修等多种需要。

研究基于STM32的手持示波器设计的意义在于，可以充分发挥STM32微控制器的性能和灵活性，设计出性能稳定、功能丰富的手持示波器，满足不同领域对电子测试仪器的需求。

该设计可以为电子爱好者、工程师和学生提供一种方便实用的工具，有助于推动电子技术的普及和应用。

通过研究基于STM32的手持示波器设计，可以促进对嵌入式系统、数字信号处理等相关技术的深入理解和研究，有助于培养科技人才，推动科技创新。

【研究意义】深入探讨了基于STM32的手持示波器设计的重要性和必要性，为后续的研究和实践工作奠定了坚实的基础。

1.3 研究目的本文旨在设计一款基于STM32的手持示波器，通过对STM32微控制器的介绍，探讨手持示波器设计的思路，详细讨论硬件设计和软件设计方案，并对设计成果进行性能评测。

通过本次研究，旨在提高对STM32微控制器的理解和应用能力，同时探索手持示波器设计中的技术挑战及解决方案。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计手持示波器是一种用于观测和分析电信号波形的仪器，具有便携、易用等特点。

本文将介绍基于STM32的手持示波器的设计。

我们需要选择合适的STM32系列单片机作为主控芯片。

STM32系列是意法半导体推出的一款32位微控制器系列，具有高性能、低功耗等特点。

根据需求可以选择不同的型号，例如STM32F4系列，具有高速运算和丰富的外设，适合应用于手持示波器。

接下来，我们需要为手持示波器设计适当的外设电路。

首先是信号输入电路，通过示波器探头将被测信号输入到示波器中。

为了保护示波器，需要设计耐压电路，限制输入信号的电压范围。

为了保证信号质量，还需设计合适的放大电路，将微弱的信号放大到合适的范围。

然后，我们需要设计显示电路。

手持示波器一般采用液晶显示屏来显示波形。

可以选择适当尺寸和分辨率的液晶显示屏，并设计相应的驱动电路，将从主控芯片接收到的波形数据转化成适合显示的格式。

为了提供更多功能和便捷操作，还可以设计其他外设电路。

可以设计按键输入电路，通过按键来控制示波器的各种功能；可以设计存储电路，将采集到的波形数据保存起来，方便后续分析；还可以设计通信接口电路，与电脑或其他设备进行数据交互。

需要进行软件设计。

在主控芯片上编写相应的程序，实现示波器的各种功能。

实现波形的采集和显示，实现各种测量功能，实现数据存储和数据传输等。

在软件设计中，需要充分发挥STM32系列单片机的性能和丰富的外设资源。

基于STM32的手持示波器设计需要选择合适的主控芯片并设计外设电路，也需要进行相应的软件设计。

通过这些设计和开发工作，可以实现一个性能优良、功能齐全的手持示波器，方便用户在各种场合观测和分析电信号波形。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计手持示波器广泛应用于电子工程、通信工程、自动控制等领域，在测量和调试电路时起到了非常重要的作用。

本文将介绍一种基于STM32的手持示波器设计。

1. 引言手持示波器是一种可以在现场进行信号测量和分析的便携式仪器。

传统的示波器通常较大，不便携，而手持示波器则可以方便地携带到各种现场进行信号采集和分析。

本设计采用STM32微控制器作为核心，充分利用其强大的运算和处理能力，实现一个功能完善的手持示波器。

2. 总体设计方案本设计采用STM32F103系列微控制器作为核心处理器，具有丰富的外设接口和强大的计算能力。

示波器的主要功能包括信号采集、波形显示和触发等。

2.1 信号采集示波器的信号采集部分包括模拟输入电路和ADC转换电路。

模拟输入电路可以通过可变增益放大器和滤波电路对输入信号进行放大和滤波。

ADC转换电路将模拟信号转换为数字信号，供后续处理使用。

2.2 波形显示波形显示部分采用液晶显示屏显示波形。

STM32微控制器的DMA功能可以实现快速的图形数据传输，确保波形显示的实时性和精度。

2.3 触发触发功能是示波器的核心功能之一。

通过设置触发电平或边沿，示波器可以实现对特定信号的触发，从而准确地显示该信号的波形。

触发电路可以通过比较器和可调阈值电路实现。

3. 硬件设计示波器的硬件设计包括电源电路、信号输入电路、ADC转换电路、显示电路和控制电路等。

电源电路负责为各个电路供电，信号输入电路负责接收外部信号，ADC转换电路负责将模拟信号转换为数字信号，显示电路负责显示数字信号的波形，控制电路负责控制各个电路的工作状态。

4. 软件设计示波器的软件设计主要包括时钟配置、中断配置、外设驱动、波形显示和触发等功能的实现。

时钟配置包括系统时钟源、时钟频率和时钟分频等的设置；中断配置包括中断优先级、中断响应函数等的设置；外设驱动包括ADC转换、DMA传输和显示控制等的编写；波形显示包括数据处理、图形绘制和显示更新等的实现；触发功能包括触发源和触发模式的设置、触发电平或边沿的判断等的实现。

基于STM32单片机的微型数字示波器研究

基于STM32单片机的微型数字示波器研究发布时间：2021-10-22T06:26:30.645Z 来源：《教学与研究》2021年10月下作者：宋巍[导读] 本文介绍了示波器设计的两大关键环节，提出了信号输入通路的设计方案，展示了系统实物图及各部分功能，最后总结了该系统的创新点和实用价值。

江苏省无锡技师学院宋巍摘要：本文介绍了示波器设计的两大关键环节，提出了信号输入通路的设计方案，展示了系统实物图及各部分功能，最后总结了该系统的创新点和实用价值。

1引言示波器是电子技术应用领域中的一款常用仪器设备，它可以对瞬时波形进行实时检测并显示，为工程技术人员提供了极大的便利。

但目前主流的示波器普遍体积较大、价格较高、便携性较差。

本文旨在研究一种以STM32单片机为控制核心的微型数字示波器，以实现示波器常用的功能，可随身携带，而且造价低，特别适合用于设备故障检测和课堂教学使用。

对于示波器而言，有两大特别关键的环节，一是信号的采集，二是信号的处理与显示。

由于篇幅限制，本文仅对设计的主要环节进行阐述。

2系统设计2.1信号输入通路设计图1 信号输入通路示波器首先要解决的就是信号的采集问题，该部分的功能完全借助硬件来实现，硬件电路图如图1所示，J1BNC为探头接插口，SW1A 为耦合方式选择开关，可以选择电容器耦合（交流通路），直接耦合（交直流通路）和接地三种方式；SW2A为灵敏度选择开关1，通过改变阻容耦合的方式将信号衰减，以改变灵敏度；SW3A为灵敏度选择开关2，通过改变集成运算放大器的放大倍数的方式进行有源改变灵敏度。

信号最终经过同相比例放大器进入STM32单片机进行软件处理。

2.2设计实物简介由于显示波形的需要，采用彩色液晶显示器，分辨率为128×160，屏幕虽小，但是图像较为清晰，可以满足一般条件的需要，显示效果如图2所示，显示器在整个电路板上占据了绝大部分的位置，采用双面电路板设计，以减小电路板的面积，更有利于实现便携。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计手持示波器是一种电子测量仪器，由于其小巧便携、功能强大等特点，在电子工程师和电子爱好者中非常受欢迎。

本文将介绍一种基于STM32微控制器的手持示波器设计。

本设计采用STM32微控制器作为处理器。

STM32系列是意法半导体公司推出的一款32位ARM Cortex-M系列微控制器，具有高性能、低功耗等特点。

通过使用STM32微控制器，我们可以实现示波器的数据采集、信号处理和显示等功能。

为了实现数据采集功能，我们需要使用一个高速ADC模块。

ADC模块能够将模拟信号转换成数字信号，以供微控制器进行处理。

为了保证数据采集的精度和速度，我们可以选择一个分辨率较高且速度较快的ADC模块。

然后，为了满足手持示波器的小巧便携特点，我们可以选用一个小尺寸的液晶显示屏供用户进行波形展示。

为了方便用户操作，我们可以在显示屏旁边设计一些按键和旋钮，用于切换波形显示、调节触发方式等功能。

为了实现数据存储功能，我们可以使用一块闪存芯片。

示波器在测量过程中会产生大量的波形数据，而闪存芯片能够提供较大的存储空间，以储存这些波形数据。

为了便于数据传输，我们还可以在示波器上设计一个USB接口，以便将数据传输到计算机或其他设备上进行进一步分析和处理。

为了增加示波器的功能性，我们还可以在设计中加入一些其他功能模块。

我们可以添加一个信号发生器模块，用于产生各种不同频率和幅度的信号；或者添加一个峰值检测模块，用于自动检测波形中的峰值点。

基于STM32微控制器的手持示波器设计可以实现数据采集、信号处理和显示等功能，具有小巧便携、功能强大等特点。

通过加入其他功能模块，还可以扩展示波器的功能性。

这种手持示波器设计可以广泛应用于电子工程师和电子爱好者等领域，为他们提供一个方便实用的电子测量工具。

基于STM32的手持示波器设计

基于STM32的手持示波器设计引言在电子领域中，示波器是一种常见的仪器，用于观察电子信号的波形和特性。

随着技术的发展和普及，便携式示波器逐渐成为工程师和爱好者在测量和调试电路时的首选工具。

基于STM32的手持示波器因其稳定性、性能和成本等方面的优势，成为了一个备受关注的领域。

本文将介绍基于STM32的手持示波器设计的相关内容。

1. 系统架构设计基于STM32的手持示波器主要由四大模块组成：输入模块、信号处理模块、显示模块和控制模块。

输入模块主要用于采集外部信号，信号处理模块用于对信号进行处理和分析，显示模块用于将处理后的信号进行显示，控制模块用于对示波器进行参数设置和控制。

输入模块通常包括采样电路和信号输入接口，其中采样电路用于对外部信号进行采样，并将采样后的数字信号传递给信号处理模块。

信号输入接口通常包括BNC接口和探头接口，在设计时需要考虑到信号输入的带宽、灵敏度和抗干扰性等因素。

信号处理模块主要由数字信号处理器（DSP）和存储器组成，用于对采样后的信号进行处理和分析。

在设计时，需要考虑到DSP的性能、处理速度和算法的优化。

显示模块通常由液晶显示屏组成，用于将处理后的信号进行显示。

在设计时，需要考虑到显示屏的分辨率、刷新率和功耗等因素。

控制模块通常由按键和旋钮组成，用于对示波器进行参数设置和控制。

在设计时，需要考虑到按键和旋钮的手感、稳定性和寿命等因素。

2. 硬件设计在基于STM32的手持示波器的硬件设计中，需要考虑到电路图设计、元器件的选型和布局、PCB设计和制作等方面。

在电路图设计中，需要考虑到输入模拟电路、信号处理数字电路、显示模块和控制模块的连接和设计。

在元器件的选型和布局中，需要考虑到元器件的性能指标、价格和可靠性等因素。

在PCB设计和制作中，需要考虑到电路板的大小、线路布局、层次设计和射频干扰等因素。

3. 软件设计在基于STM32的手持示波器的软件设计中，主要包括嵌入式软件和上位机软件两个部分。

基于stm32的数字示波器设计与实现

基于stm32的数字示波器设计与实现设计和实现基于STM32 的数字示波器是一个相对复杂的项目，涉及硬件和软件两个方面。

以下是一个简要的步骤和概述，以便你开始这个项目：硬件设计：1. 选择STM32型号：选择适合你需求的STM32 微控制器型号，考虑性能、内存和外设的需求。

2. ADC接口：连接模拟输入信号到STM32 的ADC（模数转换器）引脚，以便将模拟信号转换为数字信号。

3. 时钟和触发电路：设置系统时钟，并设计触发电路，以确保准确采样和显示波形。

4. 存储：考虑使用外部存储器（如SD卡）或内部Flash存储器来存储采样数据。

5. 显示：连接一个合适的显示器，如液晶屏，用于显示波形。

6. 控制：添加控制电路，如旋钮、按钮或触摸屏，用于调整设置和控制示波器。

软件设计：1. 嵌入式固件：使用STM32的开发工具，如STM32CubeIDE，编写嵌入式C代码来配置和控制STM32的各种外设。

2. ADC配置：配置STM32的ADC以进行模拟信号的采样。

3. 数据处理：编写代码以处理采样数据，进行数据分析和波形处理。

4. 存储管理：如果使用外部存储器，编写代码以读写数据到存储器。

5. 显示控制：实现代码以在显示器上绘制波形，并考虑缩放、移动等用户操作。

6. 用户界面：编写代码以处理用户输入，例如旋钮、按钮或触摸屏。

7. 通信：考虑通过串口或其他通信方式将数据传输到计算机或其他设备。

测试和调试：1. 仿真：在开发过程中使用仿真工具，如STM32CubeIDE提供的仿真器，验证软件逻辑。

2. 硬件测试：在实际硬件上进行测试，确保电路正常工作，波形正确显示。

3. 调试工具：使用调试工具，如逻辑分析仪，帮助解决硬件和软件问题。

4. 性能优化：优化代码以提高性能，确保示波器能够快速响应和准确显示波形。

请注意，以上步骤和概述是一个简单的指南，实际的项目可能涉及更多细节和复杂性。

在开始之前，建议详细阅读STM32的数据手册和参考资料，以确保正确理解和使用STM32的功能。