基于STM32的数字示波器设计
基于STM32的简易数字示波器
山东科技大学课程设计报告设计题目：基于STM32的简易数字示波器专业：班级学号：学生姓名：指导教师：设计时间：小组成员：基于STM32的数字示波器设计-----------硬件方面设计摘要本设计是基于ARM(Advance RISC Machine)以ARM9[2]为控制核心数字示波器的设计。
包括前级电路处理，AD转换，波形处理，LCD显示灯模块。
前级电路处理包括程控放大衰减器，极性转换电路，过零比较器组成，AD的转换速率最高为500KSPS，采用实时采样方式，设计中采用模块设计方法。
充分使用了Proteus Multisim仿真工具，大大提高了设计效率，可测量输入频率范围为1HZ—50KHZ 的波形，测量幅度范围为-3.3V—+3.3V,并实现波形的放大和缩小，实时显示输入信号波形，同时测量波形输入信号的频率。
总体来看，本文所设计的示波器，体积小，价格低廉，低功耗，方便携带，适用范围广泛，基本上满足了某些场合的需要，同时克服了传统示波器体积庞大的缺点，减小成本。
关键词：AD ，ARM，实时采样，数字示波器目录前言---------------------------------------------------------------------------------3第一章绪论--------------------------------------------------------------------41.1课题背景---------------------------------------------------------------------41.2课题研究目的及意义----------------------------------------------------41.3课题主要的研究内容----------------------------------------------------5 第二章系统的整体设计方案--------------------------------------------62.1硬件总体结构思路--------------------------------------------------------6 第三章硬件结构设计------------------------------------------------------------73.1程控放大模块设计-------------------------------------------------------73.1.1程控放大电路的作用-------------------------------------------73.1.2程控放大电路所用芯片---------------------------------------73.1.3AD603放大电路及原理----------------------------------------83.2极性转换电路设计------------------------------------------------------103.3 AD转换电路及LED显示电路等(由组内其他同学完成)第四章软件设计(由组内其他同学完成)第五章性能能测试与分析--------------------------------------------------15第六章设计结论及感悟-----------------------------------------------17参考文献----------------------------------------------------------------------18前言由于传统示波器虽然功能齐全但是体积旁大，不方便使用，本设计针对这种缺点设计一种体积小、成本低、功耗小、便携数字示波器，同时达到学以致用，理论和实践相结合，进一步学习课外知识，培养综合应用知识，锻炼动手和实际工作的能力。
嵌入式数字存储示波器设计
嵌入式数字存储示波器设计程志强1，汪思静1，杨杰1，魏磊2（1.武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081；2.武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北武汉430081）摘要：提出了一种基于FPGA 和STM32的嵌入式数字存储示波器设计，以STM32为控制核心，FPGA 作为数据采集和处理模块，完成了对外部信号的采集和传输，实现了存储示波器数据处理和显示的功能。
关键词：STM32；FPGA ；数据采集；数据显示中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1674－6236（2013）02-0162-03A design for embedded digital storage oscilloscopeCHENG Zhi -qiang 1，WANG Si -jing 1，YANG Jie 1，WEI Lei 2（1.College of Information Science and Engineering ，Wuhan University of Science and Technology ，Wuhan 430081，China ；2.School of Automobile and Traffic Engineering,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081，China ）Abstract:This paper introduces a designing method for embedded digital storage oscilloscope based on FPGA and STM32，STM32is used as the controlling core and FPGA is used as the module of data acquisition and processing.The design completes the collection and transmission of external signal and achieves the data processing and showing on embedded digital storage oscilloscope.Key words:STM32；FPGA ；data collection ；data showing收稿日期：2012-09-19稿件编号：201209135作者简介：程志强（1988—），男，湖北武汉人，硕士研究生。
(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的信号发生器
课程设计报告设计课题：基于STM32的信号发生器设计专业班级：电气与信息工程通信二班学生姓名：***指导教师：***设计时间：2013.9.20~~~2013.10.7信号发生器一．实验概述本系统以低功耗单片机stm32为主控器件，分为微控制器、FPGA、DA转换器、功率放大等模块,实现了一个能产生任意波形的波形发生器。
本设计利用单片机生成各种波形的数据，将数据传输给RAM存储器，通过后级的DA转换器实现波形的产生。
系统采用触摸屏方式输入波形参数和手绘波形，频率1HZ步进可调，峰-峰值可在0到10V之间任意调节。
电路设计条理清晰，人机交互界面友好，控制方便，很好地完成了题目的所有基本和发挥要求。
二．实验要求与目的实验要求：设计简易函数信号发生器系统实验目的：掌握应用嵌入式系统生成函数信号的方法三．实验内容与实验设备实验内容：a)设计程控放大器电路b)设计嵌入式系统电路及程序，实现信号发生器基本功能，可以产生三种标准波形：正玄波、三角波和方波；c)编写嵌入式系统程序，实现函数信号发生器功能，可以对标准波形设计频率、周期、最大值、最小值、峰峰值、偏移量和方波占空比。
d)编写嵌入式系统程序，实现随机信号发生器功能，输出在手写板上描绘的波形。
e)编写嵌入式系统程序，实现通讯功能，可以通过RS232接口设置输出信号。
实验设备：a)示波器、信号发生器、万用表b)STC单片机开发板、C8051F开发板、STM32开发板实验器件： STM32F103ZET6、ADUC7026四．方案比较1.1波形生成方案方案一：采用锁相式频率合成方案这种方案利用锁相环将压控振荡器VCO的输出频率锁定在所需频率上。
这种方案具有很好的窄带跟踪特性，很好的选择所需频率。
但由于模拟方法合成的正弦波参数（如：幅度，频率，相位）都很难被控制，难以满足实现任意波形的要求。
方案二：采用STM32单片机生成波形，由于是软件滤波，所以不会有寄生的高次谐波分量，生成的波形比较纯净。
13个基于STM32的经典项目设计实例，全套资料~-嵌入式系统-与非网
13个基于STM32的经典项目设计实例，全套资料~-嵌入式系统-与非网STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。
今天总结了几篇电路城上关于STM32 的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。
尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。
1.开源硬件-基于STM32的自动刹车灯设计自动刹车灯由电池供电并内置加速度传感器，因此无需额外连接其他线缆。
使用两节5号电池时，设计待机时间为一年以上(待机功耗66微安)，基本可以实现永不关机，即装即忘。
2.基于STM32F407的openmv项目设计资料本项目是一个openmv，通过摄像头可以把图像实时传输给显示屏显示。
MCU选择的是STM32F407（STM 32F407数据手册），ARM Cortex-M4内核，最高频率可达180Mhz，包含一个单精度浮点DSP，一个DCMI（数字相机接口）。
3.STM32无线抢答器无线抢答器采用STM32F302芯片主控，同时用蓝牙，语音模块，数码管，七彩灯等部件构成，当主持人按下抢答键时，数码管进入倒记时，选手做好准备，当数码管从9变为0时，多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答，同时语音播报抢答结果，显示屏上显示选手的抢答时间。
4.基于ARM-STM32的两轮自平衡小车小车直立和方向控制任务都是直接通过控制小车两个电机完成的。
假设小车电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机，它们同轴相连，分别控制小车的直立平衡、左右方向。
5.基于STM32F4高速频谱分析仪完整版（原创）本系统是以STM32F407进行加Blackman预处理，再做1024个点FFT进行频谱分析，最后将数据显示在LCD12864上，以便进行人机交互！该系统可实现任意波形信号的频谱显示，以及可以自动寻找各谐波分量的幅值，频率以及相位并进行8位有效数据显示。
简易数字示波器设计报告
简易数字示波器设计报告学校：苏州大学学院：电子信息学院班级：电子与通信工程组员：王婷杨静芝范静第一章设计内容与要求1. 1 设计内容：设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器，示意图如图1所示。
图1 数字示波器示意图1. 2 基本设计要求：（1）被测周期信号的频率范围为10Hz～10MHz，仪器输入阻抗为1M ，显示屏的刻度为8 div×10div，垂直分辨率为8bits，水平显示分辨率≥20点/ div。
（2）垂直灵敏度要求含1V/div、div两档。
电压测量误差≤5%。
（3）实时采样速率≤1MSa/s，等效采样速率≥200MSa/s；扫描速度要求含20ms/div、2μs /div、100 ns/div三档，波形周期测量误差≤5%。
（4）仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发，触发电平可调。
（5）被测信号的显示波形应无明显失真。
1. 3 扩展要求：（1）提高仪器垂直灵敏度，要求增加2mV/div档，其电压测量误差≤5%，输入短路时的输出噪声峰-峰值小于2mV。
（2）增加单次触发功能，即按动一次“单次触发”键，仪器能对满足触发条件的信号进行一次采集与存储（被测信号的频率范围限定为10Hz～50kHz）。
第二章系统的总体设计2. 1 总体框图：2. 2 硬件系统设计：2.2.1输入信号调理电路：图2输入信号调理电路该电路中涉及到的芯片有：（1）AD603：在很多信号采集系统中，信号变化的幅度都比较大，那么放大以后的信号幅值有可能超过A/D转换的量程，所以必须根据信号的变化相应调整放大器的增益。
在自动化程度要求较高的系统中，希望能够在程序中用软件控制放大器的增益，或者放大器本身能自动将增益调整到适当的范围。
AD603正是这样一种具有程控增益调整功能的芯片。
它是美国ADI公司的专利产品，是一个低噪、90MHz带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系，压摆率为275V/μs。
用STM32内置的ADC实现数字示波器
用STM32内置的高速ADC实现简易示波器2010-06-22 00:38:32| 分类：STM32 | 标签：|字号大中小订阅这几周一直在埋头学习STM32，在论坛上学到了不少知识，得到了大家的帮助，这里衷心的向大家表示感谢，尤其是特别要感谢论坛上GRANT_JX大大：）正是有幸得到了他热心相赠的STM32F103VB芯片以及评估版的PCB，我才能够顺利开展我的STM32学习之旅啊。
经过一段时间的学习实验终于对STM32有了点初步的了解，有点入门了，呵呵。
并汇报下几周来学习STM32的小作品:用STM32内置的1MspsADC进行数据采样，并通过ENC28J60以太网接口发送到PC上波形显示，实现了低频数据采集及简易示波器功能。
刚刚初步实验有所收获，高兴啊，呵呵，特地帖上来跟大家分享下：）做一个数字采样示波器一直是我长久以来的愿望，不过毕竟这个目标难度比较大，涉及的方面实在太多，模拟前端电路、高速ADC、单片机、CPLD/FPGA、通讯、上位机程序、数据处理等等，不是一下子就能成的，慢慢一步步来呗，呵呵，好歹有个目标，一直在学习各方面的知识，也有动力：）由于高速ADC涉及到采样后的数据存储问题，大量的数据涌入使得单片机无法承受，因此通常需要用外部高速RAM加CPLD配合，或者干脆用大容量的FPGA做数据存储处理等，然后通知单片机将数据发送出去。
这部分实在是难度比较大，电路非常复杂，自己是有心无力啊，还得慢慢地技术积累。
正好ST新推出市场的以CORTEX-M3为核心的STM32，内部集成了2个1Msps 12bit的独立ADC，并且内部高达72MHZ的主频，高达1.25DMIPS/MHZ 的处理速度，高速的DMA传输功能，灵活强大的4个TIMER等等，这些真是非常有吸引力，何不用它来实现一个低频的数字示波器功能呢，我的目标是暂时只要定量定性地分析20KHZ以下的低频信号就行了，目标不高吧，用STM32可以方便地实现，等有了一定经验之后慢慢再用FPGA和高速ADC搞个100Msps 采样的示波器！说来也真是幸运，得到了GRANT兄相赠的STM32F103VB以及评估版的电路板，这些日子一直在学习STM32，不断地做实验，也算是稍微有点入门了，真是了解越多越喜欢这个芯片，呵呵。
基于STM32虚拟示波器制作（上位机协议+下位机源程序+电路图）
基于STM32虚拟示波器制作（上位机协议+下位机源程序+电路图）以“低成本和高性能”为设计思想，借助虚拟仪器的概念和高速的数字信号处理算法将传统的函数发生器、示波器、数据记录仪、频率计、谱分析仪以及滤波器设计和仿真等功能高度集成、统一平台方便使用。
软件环境支持声卡、USB模块和虚拟仿真，三种模式。
声卡模式，可以借助电脑的声卡来完成对音频范围内信号的分析和处理；USB模块，可以完成对带宽允许内的信号的分析和处理；其中演示模式采用软件模拟来实现所有的功能，便于教学和理论的演示。
公开软件通信协议，可以按照协议将自己的硬件加入我们的软件环境，使用所有的分析功能。
函数发生器支持产生“正弦波”、“三角波”、“矩形波”、“上锯齿波”、“下锯齿波”、“白噪声”和“合成波形”，并提供峰值、频率、输出相位差的调整功能。
波形文件输出，可以支持“正弦波”、“三角波”、“矩形波”、“上锯齿波”、“下锯齿波”、“白噪声”和“合成波形”，提供峰值、频率、输出相位差的调整功能，支持以wav、txt、hex和mif文件形式的输出。
示波器/谱分析仪可以工作在“声卡”、“USB模块”、“仿真”和“串口捕获”四种模式。
支持任意多画面的同时显示，便于波形的多样分析；支持输入波形硬件和软件触发；支持输入波形的插值和等效采样；支持输入波形的“相加”、“相减”和“相乘”合成；支持对输入波形加“矩形窗”、“三角窗”、“海明窗”、“汉宁窗”和“布莱克曼窗”；支持对输入波形的滤波处理；支持对输入波形的“李萨茹图形”、“幅频”、“相频”、“对数幅频”、“自功率谱”、“对数自功率谱”、“自相关”和“互相关”的分析。
数据记录仪数据记录仪可以从声卡或者USB模块连续的记录采集的数据，存储成wav格式的文件；同时还支持将wav的文件直接导入；支持全局数据的浏览。
滤波器设计支持设计IIR和FIR滤波器，并且可以将设计的滤波器用于采集数据的滤波处理和仿真模式的理论演示；其中IIR支持“巴特沃斯”、“切比雪夫I”、“切比雪夫II”、“椭圆”和“贝塞尔”类型的滤波器设计；FIR支持“矩形窗”、“三角窗”、“汉宁窗”、“海明窗”、“布莱克曼窗”和“凯塞—贝塞尔窗”；支持将设计好的图像保存；将设计的H(z)系数保存成txt文件，用于其它的设计系统中；将设计的参数保存成fdd格式，便于以后的打开以及用于波形处理和仿真。
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ESP32的多功能示波器设计
基于ESP32的多功能示波器设计
概述
本文介绍了一种基于ESP32的多功能示波器设计。
该示波器可以测量电压和电流，支持串口通信，通过WiFi模块实现远程访问
和控制。
硬件设计
该示波器的主要硬件包括ESP32开发板、电压和电流传感器、LCD显示屏、WiFi模块和按键。
其中，ESP32开发板是实现微控
制器功能的主要芯片，电压和电流传感器用于测量电路参数，LCD
显示屏用于显示测量结果，WiFi模块支持远程访问和控制，按键
与开发板连接，用于控制和调整参数。
软件设计
该示波器的软件设计主要包括测量、显示、通信和控制等功能。
其中，测量部分通过电压和电流传感器获取电路参数，并对数据进
行采样、处理和存储；显示部分通过LCD显示屏实时展示测量结果；通信部分通过串口和WiFi模块实现与其他设备的数据传输和
远程访问；控制部分通过按键和WiFi模块实现参数设置和控制命令发送。
结论
基于ESP32的多功能示波器设计实现了电路参数的测量和实时显示，同时支持串口通信和远程访问和控制。
该设计具有成本低、便于调试和扩展的优点，可以为电子工程师和爱好者提供一种有用的工具。
基于STM32的掌上型数字存储示波器的研制
基 于 Ｓ Ｍ３ Ｔ ２的掌 上 型 数 字存 储 示 波 器 的研 制
周 萍 陈 毅 华 ， 毅 ， 陆
（ ． 苏 技 术 师 范学 院 电 气信 息工 程 学 院 ， 苏 常州 ２ ３ ０ ； １ 江 江 １ ０ １ ２南 京 邮 电 大 学 电子科 学 与 工程 学院 ， 苏 南 京 ２ ０ ０ ） ． 江 １０ ３
１ ６
江 苏 技 术 师 范 学 院 学 报
第１ ７卷
换器， 转换 时 间仅为 ｌｓ还有 ８ 个 快速 Ｉ 口， ｕ， ０ ／ Ｏ ９个通 信端 口， 中包 括 Ｉ 其 平方 ｃ接 Ｅ， Ｓ ２０全速 接 口 ｌＵ Ｂ ． 以及 Ｃ Ｎ总线 ， Ａ 等等［ ２ １ 。而且 它具有 一系列 的睡眠 、 停机 、 待机 等省 电模式实 现低 功耗 。其 供 电电压也 较 低， 一般 为 ２ ３６Ｖ， 以能实 现手 持 。与 传统 的 ４８ 单片机 相 比 ， Ｒ 的性 能 和处理 能力 是遥 遥领 先 ． 所 ／位 Ａ Ｍ
本文设计 了一种新型实用掌上型示波器 ， 它具备 了一般示波器的主要功能 ， 即采样和处理 ； 此外 ， 还 具有 通过 Ｍｉ ｏＤ卡 存放 和读 取屏 幕波 形文 件 的功 能。由于本 款示 波器 是掌 上 型 ， 积较 小 ， 微 处理 ｃＳ ｒ 体 故其
器采 用 的是 Ｓ Ｍ３ Ｔ ２芯片 ， 该芯 片是 基 于 Ａ ＲＭ 的 ３ ２位 的 Ｃ Ｕ， 电 电压 较低 ， 以能 实现 手持 。另外 ， Ｐ 供 所 为 了满 足 户 外 现场 测 试 ， 款示 波 器还 有 电源切 换 与充 电管理 模块 ， 本 通过 Ｕ Ｂ给 可充 电锂 电池充 好 电后 ， Ｓ
可能像普通示波器那样 ， 以通过对 Ｂ Ｃ连接方式［ 所 Ｎ ３ １ 的改装 ， 将其变为 ３ 英寸的音频接 口， ． ５ 这是本款新
基于STM32的数字示波器设计
山东科技大学电子技术综合实践报告设计题目：基于STM32的简易数字示波器专业：电子信息科学与技术班级学号：电科10-1 1001050903学生姓名：指导教师：设计时间：2013.6.18摘要本设计是基于ARM(Advance RISC Machine)以STM32为控制核心简易示波器的设计。
包括前级电路处理，AD转换，LCD显示灯模块。
前级电路处理由程控放大衰减器，极性转换电路组成，AD的转换速率最高为500KSPS，采用实时采样方式，设计中采用模块设计方法。
可测量输入频率范围为1HZ—50KHZ的波形，测量幅度范围为-3.3V—+3.3V，实时显示输入信号波形，同时测量波形输入信号的峰峰值。
总体来看，本文所设计的示波器，体积小，价格低廉，低功耗，方便携带，适用范围广泛，基本上满足了某些场合的需要，同时克服了传统示波器体积庞大的缺点，减小成本，完全可以把本设计当做手持数字示波器。
关键词：AD ，STM32，实时采样，数字示波器前言 (1)第1章绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2课题研究的目的和意义 (2)1.3课题的主要研究工作 (3)第2章系统整体设计方案 (3)2.1硬件总体结构 (3)2.2系统实现的原理介绍 (4)2.2.1 STM32处理器介绍 (4)2.2.2 LCD显示介绍 (5)2.3软件整体设计 (6)2.4数字手持示波器技术参数 (6)第3章软件编程与调试 (7)3.1软件设计总体框图 (7)3.2键盘控制程序 (7)3.3峰峰值测量程序设计 (8)3.4LCD显示程序设计 (9)第四章性能测试与分析 (11)第五章总结 (13)第六章参考文献 (14)前言由于传统示波器虽然功能齐全但是体积旁大，不方便携带，本设计针对这种缺点设计一种体积小、成本低、功耗小、便携数字示波器，同时达到学以致用，理论和实践相结合，进一步学习课外知识，培养综合应用知识，锻炼动手和实际工作的能力。
基于STM32的简易逻辑分析仪的设计
基于STM32的简易逻辑分析仪的设计作者：陈杰沙玉龙来源：《科技视界》2019年第07期【摘要】逻辑分析仪能够对多路的数字信号进行逻辑波形显示，比较逻辑关系，便于监控数字系统的运行情况，分析数字系统的故障等。
本文以STM32F103ZET6芯片为核心，构建逻辑分析采集系统，将输入的8路数字信号转换为两路模拟信号，利用常见的示波器作为显示单元，完成简易逻辑分析仪的设计。
本设计适用于1MHz级以内的各种逻辑电平的数字信号显示、分析和存储，结构简单，性能稳定。
【关键词】逻辑分析仪;stm32;示波器中图分类号： TP273;TU855 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）07-0023-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.07.009【Abstract】Logic analyzer can display multi-channel digital signals at the same time，compare logical relations， monitor the operation of the digital system and analyze the fault logic relationship of the digital system. This system takes STM32F103ZET6 chip as the core， constructs a logic analysis acquisition system， converts 8 digital signals into two analog signals， and uses common oscilloscopes as display units to complete the design of a simple logic analyzer. This design is suitable for digital signal display， analysis and storage of all kinds of logic levels within 1MHz. It has simple structure and stable performance.【Key words】Logic analyzer; STM32; Oscilloscope0 引言在现代的电路设计中，数字信号和模拟信号都是常见的信号，相对于用于检测模电信号的示波器，用于检测数字信号的逻辑分析仪却不常见。
便携式WiFi虚拟示波器设计
基于 Android 平台的虚拟示波器，该类示波器要么以纯软件 设计的虚拟示波器[6、7]，要么把数据采集模块与 Android 终端 平台通过 USB 连接的虚拟示波器[8]，这类示波器本质上与便 携式示波器没太大区别，并不能完全发挥便携式示波器与 移动终端的特性，在对于一些需要将测试点与观测点分离 的场合便无法实现，因此开发研究一款将便携式示波器通 过无线通信方式与智能移动终端平台结合的无线便携式虚 拟示波器已成为新的发展趋势[9].
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图 7 测试对比图
用 UNI-T 型 号 UTG9020D 的 信 号 发 生 仪 ， 产 生 频 率 1.234kHz、幅度 6V 的交流正弦波，对比示波器为 DS1102D. 示 波 器 测 得 频 率 为 1.225kHz、 幅 值 6.2V， 本 机 测 得 1.235kHz、幅值 5.9V.分别对输入不同的频率与幅值，测得数 据如表 2.通过计算上表测试数据的相对误差显示，函数信 号发生器输出的频率和手机显示端读出的频率数据相对误 差平均在 0.0%~0.05%，允许范围内，在对比函数信号发生 器输出的幅值和手机端人工读值可知，相对误差在 1.67% ~6.25%，相对误差比较大. 5 结语
stm32示波器设计原理
stm32示波器设计原理
STM32 示波器是一种基于 STM32 微控制器的示波器设计，它利用 STM32 的高性能和丰富的外设资源，实现了对输入信号的采集、处理和显示。
STM32 示波器的设计原理主要包括以下几个方面：
1. 信号采集：STM32 示波器通过 ADC Analog-to-Digital Converter）模块将输入的模拟信号转换为数字信号。
STM32 微控制器通常具有多个 ADC 通道，可以同时采集多个信号。
2. 数据处理：STM32 微控制器对采集到的数字信号进行处理，如滤波、放大、衰减等，以提高信号的质量和可读性。
3. 数据存储：STM32 微控制器将处理后的数据存储在内部的 SRAM Static Random Access Memory）或外部的 Flash 存储器中，以便后续显示和分析。
4. 显示输出：STM32 微控制器通过 SPI Serial Peripheral Interface）或 UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）等接口将存储的数据传输到外部的显示器上，如 LCD Liquid Crystal Display）或 OLED Organic Light-Emitting Diode）显示器。
5. 触发控制：STM32 示波器通常支持触发功能，可以根据输入信号的特点设置触发条件，以便在特定条件下捕捉信号。
STM32 示波器的设计原理是利用 STM32 微控制器的高性能和丰富
的外设资源，实现对输入信号的采集、处理、存储和显示，从而提供一种低成本、高性能的示波器解决方案。
基于STM32的多功能示波器设计
基于STM32的多功能示波器设计高级组：示波器论文——李振辉队一、摘要示波器是一种十分常用电子测量仪器，它将电信号转换成图像信息或者数值输出，方便人们对各种电现象的研究。
但是传统示波器具有不方便携带，功能不易拓展等缺点。
本设计一种多功能存储示波器，该示波器采用STM32处理器，实现了采样、处理、存储等功能；采用双电源供电；可对波形进行存储和再现。
而且其大小仅为与成人手掌大小一般，充分体现了此多功能示波器的便携性，满足了现场测试的要求，同时降低了成本。
二、设计要求1.基本要求1)可以单片机显示屏上实时地显示当前电压值，并且有波形显示以及坐标方格显示。
2)示波器最高测量电压不低于10V，精度不低于20mv。
3)具有改变采样频率以及幅度变换功能，即改变“X增益”和“Y增益”，并且有图像上下移动的功能。
4)具有输入电压过高的报警功能，电压达到设定值提醒功能，电压动荡提醒功能等。
5)支持图像保存功能以及图像回调功能。
2.拓展要求1)具有多通道信号输入功能，即可以同时测量多路信号。
2)利用十字交叉线精确标志处出波形上点的横纵坐标，实现横纵坐标的对应显示。
3)人机交互功能，上位机通讯功能，以及其他创新功能。
三、数字示波器的性能参数设计我们都知道数字示波器，所谓数字示波器其实就是通过采样定理对模拟的连续信号进行数据采集，再经A/D转换器转换成数字信号，使用软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。
数字存储示波器的指标很多，包括采样率、带宽、灵敏度、通道数、存储容量、扫描时间和最大输入电压等。
其中关键的技术指标主要有采样率、垂直灵敏度(分辨率)、水平扫描速度(分辨率)。
这几项指标直接与所选A／D、FIFO和高速运放器件的性能，以及电路设计有关。
下面根据所选器件的性能参数，合理地分析和确定示波器的采样率和分辨率。
1、采样率与水平扫描分辨率采样率主要取决于A／D转换器的转换速率，由于最高测量电压不低于10V，精度不低于20mv，故在此使用STM单片机内置的12位的A/D转换器即可。
基于STM32的简易逻辑分析仪的设计
表 1 Y 输 出 信 号 D0 ~ D7 电 压 值 分 布 表
0 引言
2 核心电路的设计
在现代的电路设计中袁 数字信号和模拟信号都是 2.1 设计原理 常见的信号袁 相对于用于检测模电信号的示波器袁用 于检测数字信号的逻辑分析仪却不常见遥 随着嵌入式 芯片等数字技术的发展袁 逻辑分析仪作为一种数字信 号 测 量 仪 器 作 用 越 来 越 大 遥 本 设 计 以 STM 为 核 心 构 建 8 路数字信号采集单元袁 信号通过 Y 通道和 X 通道输 入到常用示波器袁 以示波器为显示单元显示 8 路数字 信号的逻辑波形袁构成简易逻辑分析仪遥
设一个脉冲宽度为 t袁 为保证显现信号清晰可见袁根 据人眼的视觉效应袁一个脉冲电平状态以 8 个点显示袁每 个 点 的 输 出 时 间 T =t/8袁 一 个 Di 一 般 显 示 8 个 状 态 袁 即 一 条 水 平 线 上 分 布 64 个 点 曰 锯 齿 波 T1=8*t袁X 输 出 的 波 形 Tx=9*T1=72*t曰Y 轴上信号一个阶梯为包含 8 个脉冲信号袁 一个阶梯的时间为 T2=8*t袁y 输出的波形 Ty=9*T1 = 72*t 遥
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基于 STM32 的简易逻辑分析仪的设计
陈 杰 沙玉龙 渊 苏 州 市 职 业 大 学 袁 江 苏 苏 州 215104 冤
揖摘 要铱逻辑分析仪能够对多路的数字信号进行逻辑波形显示袁比较逻辑关系袁便于监控数字系统的运行 情 况 袁 分 析 数 字 系 统 的 故 障 等 遥 本 文 以 STM32F103ZET6 芯 片 为 核 心 袁 构 建 逻 辑 分 析 采 集 系 统 袁 将 输 入 的 8 路 数 字信号转换为两路模拟信号袁利用常见的示波器作为显示单元袁完成简易逻辑分析仪的设计遥 本设计适用于 1MHz 级 以 内 的 各 种 逻 辑 电 平 的 数 字 信 号 显 示 尧 分 析 和 存 储 袁 结 构 简 单 袁 性 能 稳 定 遥
基于STM32的数字示波器设计与实现
元 ， 号 输 入 阻抗 匹 配单 元 ， 号 调 理单 元 ， ／ 采样 与 信 信 ＡＤ
时采样率为 ６ ａ ｓ若进一步提高采样率可采用文献 ［ ］ ０ＭＳ／ ， ３
［］ ４ 提出的等效采样技术 ， 不过等效采样 技术的软硬 件和价 格成本很高 。为 了使示波器具有较高的信号波形分析 细节 ，
理 算法来重建和还原信号波形 ， 而改善 了信号波形显示 细节。最后 对研制样品进行 了实验 室测 试， 进 实验 结果表 明硬件设计思路 与软件及 算法 的处理是正确的， 性能参数达到设计要 求， 以应用在工程 实践 中。 可
关 键 词 ： 字示 波 器 ；Ｓ Ｍ ２ 数 Ｔ ３ ；数 字 内插 中 图 分 类号 ：Ｎ ３ ． Ｔ ９５ ３ 文 献 标 识码 ： Ａ
２ 数 字示 波器的硬 件设计
２ １ 系统 硬 件 总体 框 图 ．
采样率 主要取决 于 Ａ Ｄ转换 器的转 换速率 ， 用每秒 ／ 常 取样点数 Ｓ／ （ａ ｌ ｓｃｎ ） 表示。本 系统设计 最高实 ａ ｓｓｍｐ ／ｅｏｄ 来 ｅ
系 统 硬件 总体 框 图 如 图 １所 示 ， 要 由 Ｓ Ｍ３ 主 Ｔ ２控 制 单
点 ， 此垂 直 精 度 为 ０ ２ ／ 。 共设 计 ９个 灵 敏 度 档位 ， 因 ．５Ｖ 格 每 档 灵 敏 度 与 程 控 放 大倍 数 的 关 系 如表 ２所 示 。
表 ２ 垂 直 灵敏 度 与 放大 倍 数 的 关 系 表
１ 数 字示波器 的性 能参数设 计
数字存储示波 器 的指标 很多 ， 括采样 率 、 包 带宽 、 敏 灵 度、 通道数 、 存储 容量 、 扫描 时间和最大输入电压等。其 中关 键 的技术指标主要有采样率 、 垂直灵敏 度（ 分辨率 ） 水平 扫 、 描速度 （ 分辨率 ） 。这几 项指标直 接与所选 Ａ Ｄ ＦＦ ／ 、 ＩＯ和高 速运放器件的性 能 ， 以及电路设计有关 。下面根据所选 器件 的性能参数 ， 合理地分析和确定示波器的采样率 和分辨率。
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科技大学电子技术综合实践报告设计题目：基于STM32的简易数字示波器专业：电子信息科学与技术班级学号：电科10-1 **********学生：指导教师：设计时间：2013.6.18摘要本设计是基于ARM(Advance RISC Machine)以STM32为控制核心简易示波器的设计。
包括前级电路处理，AD转换，LCD显示灯模块。
前级电路处理由程控放大衰减器，极性转换电路组成，AD的转换速率最高为500KSPS，采用实时采样方式，设计中采用模块设计方法。
可测量输入频率围为1HZ—50KHZ的波形，测量幅度围为-3.3V—+3.3V，实时显示输入信号波形，同时测量波形输入信号的峰峰值。
总体来看，本文所设计的示波器，体积小，价格低廉，低功耗，方便携带，适用围广泛，基本上满足了某些场合的需要，同时克服了传统示波器体积庞大的缺点，减小成本，完全可以把本设计当做手持数字示波器。
关键词：AD ，STM32，实时采样，数字示波器前言 (1)第1章绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2课题研究的目的和意义 (2)1.3课题的主要研究工作 (3)第2章系统整体设计方案 (3)2.1硬件总体结构 (3)2.2系统实现的原理介绍 (4)2.2.1 STM32处理器介绍 (4)2.2.2 LCD显示介绍 (5)2.3软件整体设计 (6)2.4数字手持示波器技术参数 (6)第3章软件编程与调试 (7)3.1软件设计总体框图 (7)3.2键盘控制程序 (7)3.3峰峰值测量程序设计 (8)3.4LCD显示程序设计 (9)第四章性能测试与分析 (12)第五章总结 (14)第六章参考文献 (15)前言由于传统示波器虽然功能齐全但是体积旁大，不方便携带，本设计针对这种缺点设计一种体积小、成本低、功耗小、便携数字示波器，同时达到学以致用，理论和实践相结合，进一步学习课外知识，培养综合应用知识，锻炼动手和实际工作的能力。
示波器实现输入频率围为1HZ—50KHZ，幅度围为-3.3V—+3.3V，实现波形实时显示以及幅度测量。
示波器在电子、电气、控制等领域应用十分广泛，随着计算机的发展，示波器已经实现了和计算机互联，共享数据，但现有示波器有诸多不足，体积庞大，价格昂贵，功能齐全的示波器在某些场合并不能得到充分的应用。
本课题所研究的示波器定位于抵挡型，即在性能上满足大多场合的需要，努力实现小型化，价格低廉，携带方便，这样在财力有限的小用户能够普及，并和功能齐全高档示波器配合使用，取长补短。
本设计对信号的采样，使用实时采样方式，这种方法的优点是，设计相对简单，能实时显示所测信号的波形。
缺点是，由于受AD 转换速率的限制不能测量频率很高的信号。
另外，AD只能测量围很小的电压信号，单输入信号可能更小，或者更大，所以要对信号进行程控放大和衰减。
由于本设计使用的AD只能测量正极性的电压信号，而外界输入的信号有正有负，因此在输入AD前要把所有信号转换成正极性的，再做测量。
第1章绪论1.1课题背景在电子测量技术的发展史上，示波器的出现给测量技术带来了翻天覆地的变化，可以说的上是一场革命，从布劳恩的第一台示波器问世以来，示波器的功能越来越丰富，性能也与日俱增。
从70年代开始人们的注意力主要转向自动化、实用化和提高准确度。
微型计算机和仪器通用接口的出现，给示波器的自动化发展推到了一个崭新的水平。
微机的引入使示波器在设计、性能、功能、实用以及操作和故障诊断等方面都产生了巨大变化，随着工业发展对示波器的设计和测量的需要，示波器的功能已从时域分析扩展到了数据域分析。
当前，高精度、功能多样、使用灵活、操作方便、性能可靠，已成为示波器生产厂家追求的主要目标。
1.2课题研究的目的和意义随着电子工业的发展，电子技术已经渗透到过敏经济个领域中利用电子技术进行的测量即电子测量技术发展很快，已经成为一门学科，并在一定程度上反映了一个国家科学技术水平。
在电子测量仪器中，示波器所占的地位越来越重要，对电量和许多非电量的测试来说是一种主要的、通用的测量工具。
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。
数字示波器是随着数字电路的发展而发展起来的一种新型示波器。
它是采用数字电路，把输入信号经过AD转换，把模拟波形变换成数字信息，并存储在存储器中，待需要读出时，在通过DA转换，能捕捉触发前的信号，可通过接口与计算机相连接等特点，与计算机连成系统。
传统模拟的示波器也有其优点，即具有迅速的响应特性、面板直接控制操作、可直接观测输入信号、价格低廉等。
目前数字示波器已经完全能够做到，特别是在捕获非重复信号、避免信号虚化和闪烁等方面，数字示波器显示出了模拟示波器无可比拟的优势。
因此，数字示波器由于其性能优越，和良好的性价比，现在已成为示波器的主流产品。
通过本设计，可以达到学以致用，把理论与实践相结合，学会处理设计过程中出现的一些问题，掌握设计的技巧，为以后工作打下基础，并完成一个能满足基本需要的手持示波器。
1.3课题的主要研究工作数字示波器利用AD把被测量的模拟信号转换成数字信号，并在液晶上显示波形。
在这里，主要对按键的控制和波形的液晶显示模块进行分析和探究。
和传统模拟示波器相比，屏幕更新速率是数字示波器另一个限制因素，它不像模拟示波器那样实时显示波形的变化，波形在采样转换显示的过程中被延迟了，被测信号总要经过一段时间才能在屏幕上显示出来。
为了使测量的波形更便于观测，需要对波形的幅度和周期进行放大和缩小。
幅度的改变可通过对按键的检测来适当调整波形显示的系数比例；周期的放大和缩小可以通过调整采样间隔来在LCD上显示出适当大小的波形。
第2章系统整体设计方案示波器的设计分为硬件设计和软件设计两部分。
示波器的控制核心采用ARM9，由于STM32芯片里有自带的AD，采样速率最高为500KSPS,分辨率为10位，供电电压为3.3V，基本上能满足本设计要求，显示部分用3.2寸TFTLCD（分辨率：320*240）模块。
软件部分采用C语言进行设计，设计环境为Keil。
2.1硬件总体结构该设计采用模块化的设计方法，根据系统功能把整个系统分成不同的具有特定功能的模块，硬件整体框图如下图所示。
图2-1 系统整体框图该示波器由4部分电路构成，分别是：(1) 输入程控放大衰减电路；(2) 极性转换电路；(3) AD转换电路；(4) 显示控制电路；(5) 按键控制电路；整体设计思路是：信号从探头输入，进入程控放大衰减电路进行放大衰减，程控放大器对电压大的信号进行衰减，对电压小信号进行放大以符合AD的测量围，经过处理后信号进入极性转换电路进行电平调整成0—3.3V 电压，因为被测信号可能是交流信号，而AD只能测量正极性电信号，经调整后送入AD转换电器对信号进行采样，采样所得数据送入LCD显示，这样实现了波形的显示。
按键控制可以通过不同的按键来控制波形的放大和缩小，同时也可以改变采样间隔，以测量更大频率围的信号。
2.2系统实现的原理介绍2.2.1 STM32处理器介绍STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3核。
按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。
增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。
两个系列都置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。
时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品。
本设计所用的STM32F103VCT6集成的片上功能如下：(1) 1.2v核供电，1.8V/2.5V/3.3/V存储器供电，3.3V外部I/O供电(2) 外部存储控制器(3) LCD 控制器(4) 4通道DNA并有外部请求引脚(5) 3通道UART(6) 2通道SPI(7) 1通道IIC总线接口1通道IIS总线接口(8) AC’97编解码器接口(9) 兼容SD主接口协议1.0版和MMC卡协议2.11兼容版(10) 2通道USB主机1通道USB设备(11) 4通道PWM定时器和1通道部定时器/看门狗定时器(12) 8通道10位ADC和触摸屏接口(13) 80个通用I/O和24通道外部中断源2.2.2 LCD显示介绍LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display的简称，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。
LCD的主要技术参数有：1. 对比度LCD制造时选用的控制IC、滤光片和定向膜等配件，与面板的对比度有关，对于一般用户而言，对比度能够达到350:1就足够了，但在专业领域这样的对比度还不能满足用户的要求。
对比值定义是最大亮度值(全白)除以最小亮度值(全黑)的比值2. 亮度LCD是一种介于固态与液态之间的物质，本身是不能发光的，需要借助于额外的光源才行。
因此，灯管数目关系着液晶显示器亮度。
液晶显示器的最大亮度，通常由冷阴极涉嫌管来决定，亮度值一般都在200~250cd/m2间。
3. 可视面积液晶显示器所表示的尺寸就是与实际可以使用的屏幕围一致。
4.可视角度当背光源通过偏极片、液晶和去向层之后，输出的光线变具有了方向性。
也就是说大多说光都是从屏幕中垂直射出来的，所以从某一个较大的角度观看液晶显示时，便不能看到原来的颜色，甚至是只能看到全白或者全黑。
为了解决这个问题，制造商们也着手开发广角技术，到目前为止有三种比较流行的技术，分别是：TN+FILM、IPS和MVA。
5. 色彩度任何一种色彩都是由红、绿、蓝三种基本色组成的。
LCD面板上是由480×272个像素点组成现象的，每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝(R、G、B)三种基本色来控制。
2.3软件整体设计整体设计思路是：信号从探头输入，进入程控放大衰减电路进行放大衰减，程控放大器对电压大的信号进行衰减，对电压小信号进行放大以符合AD的测量围，经过处理后信号进入极性转换电路进行电平调整成0—3.3V 电压，因为被测信号可能是交流信号，而AD只能测量正极性电信号，经调整后送入AD转换电器对信号进行采样，采样所得数据送入LCD显示，实现波形的显示按键控制可以通过不同的按键来控制波形的放大和缩小，同时也可以控制程控放大器，选择放大和衰减的倍数。
该示波器软件开发环境为Keil 4，代码采用C语言编写。
ARM中软件完成的功能:(1)输入波形显示和峰峰值测量。