基于stm32的幅频频谱测试仪的研究与设计

一种基于STM32F103C8T6单片机DSP库的音乐频谱

2020年软件2020, V ol. 41, No. 4一种基于STM32F103C8T6单片机DSP 库的音乐频谱谢志平（广东省技师学院，广东惠州 516100）摘要: 利用STM32单片机内部的DSP 库功能，将外部输入的音乐信号放大后再送入单片机内部的A/D 转换器，运用STM32内部DSP 库功能进行FFT 运算，采用中断扫描技术，将音乐信号的频谱在32X64全彩点阵屏进行显示，能对音乐信号的频谱进行简单的分析，实现多种随音乐节奏舞动的视觉效果。

关键词: 单片机；DSP 库；FFT ；中断扫描技术中图分类号: TP3 文献标识码: A DOI ：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.04.042本文著录格式：谢志平. 一种基于STM32F103C8T6单片机DSP 库的音乐频谱[J]. 软件，2020，41（04）：200 202+228A Music Spectrum Based on DSP Library of STM32F103C8T6 MicrocontrollerXIE Zhi-ping(Guangdong technician college, huizhou 516100, China )【Abstract 】: Use of STM32 MCU internal DSP library function, the music of external input signal amplification and then sent into single chip microcomputer internal A/D converter, use STM32 internal DSP library functions for FFT arithmetic, using interrupt scanning technology, the music signal spectrum in 32 x64 lattice screen for display, full-color to simple music signal spectrum analysis, realize the visual effect of A variety of dance with the music rhythm.【Key words 】: Single chip microcomputer; DSP library; FFT; Interrupt scanning technique0 引言任何周期函数，都可以看作是不同振幅，不同相位正弦波的叠加。

基于STM32的全相位FFT相位差测量系统

第33卷第3期2010年6月电子器件Chinese Journal of Electr on DevicesVol .33　No .3Jun .2010收稿日期:2010-01-07 修改日期:2010-01-20The All 2Ph ase FFT Ph ase D i fference Measure ment Syste m B ased on ST M32Q IU L iangfeng,L IU J ingbiao 3,YU Haibin(School of E lectronics &Infor m ation,Hangzhou D ianzi U niversity,Hangzhou 310018,China )Abstract:For the need of signal phase difference measure ment in m ilitary and civil engineering fields ,based on A ll 2phase measure ment theory (a kind of FFT ).and the AR M company ’s high 2perfor mance p r ocess or,32B itCortex M32core ST M32F103,we designed and built a l o w 2cost,si m p le structure,fast p r ocessing and effective phase difference measure ment syste m.After by sa mp ling 127point and treating of the m,we make 64point FFT and achieve the signal phase measure ment .The tests show that the syste m has an effective res oluti on accuracy of 1degree .Key words:phase difference measure ment;ST M32;A ll 2phase FFT;si m ulati on testing EEACC:7310H基于ST M32的全相位FFT 相位差测量系统邱良丰,刘敬彪3,于海滨(杭州电子科技大学电子信息学院,杭州310018)摘　要:针对军用和民用工程领域信号相位差测量的需要,基于全相位测量理论,使用AR M 公司的高性能32B it Cortex M32内核处理器ST M32F103,设计并制作了一个低成本,结构简单,处理速度快而有效的相位差测量系统,通过采样了127个点,处理后做64个点的FFT,实现了信号相位差的测量。

(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。

《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文

《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着人们对生活品质的追求不断提高，室内空气质量成为了一个备受关注的话题。

为了更好地监测和改善室内空气质量，设计并实现一款基于STM32的室内空气质量检测仪显得尤为重要。

本文将详细介绍该检测仪的设计思路、实现方法以及实验结果。

二、系统设计1. 硬件设计本系统采用STM32微控制器作为核心，搭配多种传感器实现空气质量的检测。

硬件设计主要包括STM32最小系统、传感器模块、电源模块、通信模块等。

(1) STM32最小系统：包括STM32微控制器、时钟电路、复位电路等，为系统提供稳定的运行环境。

(2) 传感器模块：选用具有高灵敏度、低功耗的传感器，如颗粒物传感器、气体传感器等，实现对室内PM2.5、PM10、TVOCs 等空气质量参数的检测。

(3) 电源模块：为系统提供稳定的电源，可通过外接电源或内置电池供电。

(4) 通信模块：支持与上位机或手机APP进行通信，实现数据的远程传输和监控。

2. 软件设计软件设计主要包括操作系统、驱动程序、数据采集与处理、通信协议等部分。

(1) 操作系统：采用STM32常用的操作系统，如HAL库或RTOS等，为系统提供稳定、高效的运行环境。

(2) 驱动程序：编写传感器模块、通信模块等硬件设备的驱动程序，实现对硬件设备的控制和数据采集。

(3) 数据采集与处理：通过传感器模块采集室内空气质量数据，进行数据滤波、校正等处理，以提高数据准确性。

(4) 通信协议：设计与上位机或手机APP的通信协议，实现数据的远程传输和监控。

三、实现方法1. 传感器选型与配置根据实际需求，选择合适的传感器进行空气质量检测。

例如，选用颗粒物传感器实现PM2.5、PM10的检测，选用气体传感器实现TVOCs等有害气体的检测。

同时，根据传感器的工作原理和性能参数进行合理的配置和调试。

2. 数据采集与处理通过传感器模块采集室内空气质量数据，进行数据滤波、校正等处理。

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。

《2024年基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》范文

《基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》篇一一、引言在现代电子技术的迅猛发展中，精确测量距离的设备扮演着重要的角色。

随着人类对于生活环境安全性的关注提升，对于各种设备的精度要求也在逐渐加强。

超声波测距技术以其非接触性、高精度、低成本等优点，在众多领域得到了广泛的应用。

本文将详细介绍基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计。

二、系统概述本系统以STM32单片机为核心控制器，结合超声波测距模块，实现对目标物体的精确测距。

系统主要由STM32单片机、超声波测距模块、电源模块、信号处理模块和显示模块等组成。

通过单片机对超声波模块的控制，实现对目标的精确测距，并通过显示模块实时显示测距结果。

三、硬件设计1. STM32单片机：作为系统的核心控制器，负责整个系统的控制与数据处理。

STM32系列单片机具有高性能、低功耗的特点，能够满足系统对于精确度和稳定性的要求。

2. 超声波测距模块：采用高精度的超声波测距传感器，实现对目标物体的距离测量。

通过超声波的发送与接收，实现对目标的距离计算。

3. 电源模块：为系统提供稳定的电源支持，确保系统的正常工作。

电源模块需考虑到功耗问题，以实现系统的长时间运行。

4. 信号处理模块：对超声波测距模块的信号进行滤波、放大等处理，以提高测距的准确性。

5. 显示模块：实时显示测距结果，方便用户观察与操作。

四、软件设计1. 主程序：负责整个系统的控制与数据处理。

主程序通过控制超声波测距模块的发送与接收，获取目标物体的距离信息，并通过显示模块实时显示。

2. 超声波测距模块控制程序：控制超声波的发送与接收，实现对目标物体的距离测量。

通过计算超声波的发送与接收时间差，计算出目标物体的距离。

3. 数据处理程序：对获取的测距数据进行处理，包括滤波、计算等操作，以提高测距的准确性。

4. 显示程序：将处理后的测距结果显示在显示模块上，方便用户观察与操作。

五、系统实现1. 通过STM32单片机的GPIO口控制超声波测距模块的发送与接收，实现超声波的发送与接收功能。

《2024年基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》范文

《基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，高精度测距技术被广泛应用于各个领域，如机器人导航、环境监测、智能家居等。

本文将介绍一种基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计。

该系统采用先进的超声波测距原理，结合STM32单片机的强大处理能力，实现了高精度、快速响应的测距功能。

二、系统概述本系统主要由超声波发射模块、接收模块、STM32单片机以及相关电路组成。

通过STM32单片机控制超声波发射模块发射超声波，然后接收模块接收反射回来的超声波信号，根据超声波的传播时间和速度计算距离。

系统具有高精度、抗干扰能力强、测量范围广等特点。

三、硬件设计1. STM32单片机本系统采用STM32系列单片机作为主控制器，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。

通过编程控制单片机的GPIO 口，实现超声波发射和接收的控制。

2. 超声波发射模块超声波发射模块采用40kHz的超声波传感器，具有体积小、功耗低、测距范围广等优点。

通过单片机控制发射模块的触发引脚，产生触发信号，使传感器发射超声波。

3. 超声波接收模块超声波接收模块同样采用40kHz的超声波传感器。

当传感器接收到反射回来的超声波信号时，会产生一个回响信号，该信号被接收模块的回响引脚捕获并传递给单片机。

4. 相关电路相关电路包括电源电路、滤波电路、电平转换电路等。

电源电路为系统提供稳定的电源；滤波电路用于去除干扰信号；电平转换电路用于匹配单片机与传感器之间的电平标准。

四、软件设计1. 主程序设计主程序采用C语言编写，通过STM32单片机的标准库函数实现各功能模块的初始化、参数设置以及控制逻辑。

主程序首先进行系统初始化，然后进入循环等待状态，等待触发信号的到来。

当接收到触发信号时，开始测距流程。

2. 测距流程设计测距流程主要包括发射超声波、等待回响信号、计算距离等步骤。

当接收到触发信号时，单片机控制超声波发射模块发射超声波；然后等待接收模块的回响信号。

基于单片机的频谱仪设计

基于单片机的频谱仪设计发表时间：2019-08-15T15:40:29.510Z 来源：《信息技术时代》2018年12期作者：唐弟杨艺敏[导读] 频谱仪以STM32F103单片机作为主控电路，包含程控衰减模块HMC624，滤波模块、混频模块ADL5801、固定增益放大模块adl5611、检波模块ad8310，利用锁相环芯片ADF4351生成系统扫频信号发生器，输出的信号频率范围为35MHz到400MHz以上。

（桂林电子科技大学信息科技学院，广西桂林 541000）项目支持：2017年大学生创新创业项目“便携式简易频谱仪的设计”，项目编号：201713644035摘要：频谱仪以STM32F103单片机作为主控电路，包含程控衰减模块HMC624，滤波模块、混频模块ADL5801、固定增益放大模块adl5611、检波模块ad8310，利用锁相环芯片ADF4351生成系统扫频信号发生器，输出的信号频率范围为35MHz到400MHz以上。

频谱仪采用两级混频，然后通过检波器对第二中频信号进行模拟检波，输出直流信号给STM32的ADC脚进行采集并处理，此外由程控衰减进行参考电平的调节，最后通过TFT液晶屏显示频率和频谱。

该频谱仪实现了实用频谱仪的频标设置、扫频宽度、参考电平等功能。

关键词：STM32；ADF4351adl5801；混频Design of SpectrometerAbstract：The spectrum analyzer uses STM32F103 MCU as the main control circuit,including program-controlled attenuation module HMC624,filtering module,mixing moduleADL5801,fixed gain amplification module adl5611,detection module ad8310.The system sweep signal generator is generated by using phase-locked loop chip ADF4351,and the output signal frequency range is over 35MHz to 400MHz.The spectrum analyzer uses two-stage mixing,and then simulates the second IF signal through the detector.The output DC signal is collected and processed by the ADC foot of STM32.In addition,the reference level is adjusted by programmable attenuation.Finally,the frequency and spectrum are displayed by TFT LCD screen.The spectrum analyzer realizes the functions of frequency standard setting,sweep width and reference electric equality of practical spectrum analyzer.Key words：STM32; ADF4351; adl5801; mixing引言技术不断发展，信号频率越来越高、精度要求越来越高、工程作业环境越来越复杂等等挑战不断催促着频谱仪更新换代。

基于STM32L053的音乐频谱仪的设计

基于STM32L053的音乐频谱仪的设计惠州市技师学院牟丽霞0 引言STM32L053是目前市面上比较流行的一款单片机，功耗低，价格便宜，是做电子产品设计以及教学科研比较适合的产品。

本文研究一种基于STM32L053实现音乐播放和频谱显示，可以应用于玩具，简易音乐显示设备，音乐喷泉等。

本设计用到了多个定时计数器同时使用，中断，按键扫描，音乐实现，频谱显示，数码管使用等，是一个综合性非常强的实践项目，有利于培养学生的综合设计和调试能力，为电子技术应用专业学生走入社会奠定良好的技术基础。

图1 音乐频谱总体设计框图1 系统总体设计框图本文主要利用低功耗的STM32L053单片机设计一种用按键控制播放音乐、显示音乐频谱、数码管显示曲目和播放时间的简易音乐设备，同时如果曲目较多或要让设备实现断电记忆功能的话，可以添加使用I2C 通信方式的AT24C16存储芯片。

本设计的核心为STM32L053单片机，外围有5个部分，分别是按键扫描、音乐播放、数码管显示曲目和播放时间、点阵显示音乐频谱和存储芯片，总体设计框图见图1。

2 音乐频谱的实现原理2.1 音乐的产生我们能感知到美妙的音乐，主要是基于人耳能够分辨不同频率的信号，如何让单片机能够发出动听的音乐呢，原理主要是把乐谱分成不同频率以及延时各不相同的PWM 波，在单片机中可以利用定时器实现PWM 波[1]。

2.2 频谱人类能够感知音乐律动的旋律，在电子产品中我们通常还可以通过视觉来观看跳动的旋律，这样更加直观，本文中把不图2 基于STM32L053的音乐频谱仪的电路设计同的音符编成不同的谱状，随着音乐的播放，把这些谱线显示在点阵中[2]。

3 电路设计本设计采用比较主流的Altium Designer 16软件进行电路设计和PCB 制作，电路原理图见图2。

由于所选的STM32L0引脚只有40个，I/O 口较少，使用了8位串行输入 /8位串行或并行输出的74HC595与数码管相连，用于计时和显示曲目；同时使用了74LS138和74HC595作为8*8点阵的行选端和列选端，大大节约了I/O 资源，8*8点阵主要用于音乐频谱显示；四个按键与10K 电阻串联直接和STM32L0相连，单片机通过中断扫描方式检测用户行为，如上一曲、下一曲、暂停和（下转第195页）在IPTV 上就可以了解医院的详细情况和就诊流程，既满足了不同患者对医院医生诊疗的了解需求、方便病人就医，也能更合理的安排患者就诊，降低病人就医成本，提高门诊服务效率。

基于STM32单片机的简易电路特性测试仪

www�ele169�com | 59电子测量0 引言本测试仪对一般三极管放大电路具有输入、输出阻抗测量、幅频特性曲线显示、故障位置判断及故障原因显示的功能。

同时兼具制作成本低，测量精度高，简单易上手的特性。

对于刚接触模拟电路、三极管放大电路的同学来说是一个很好的学习工具。

1 总体设计方案系统硬件结构框图，如图1所示。

经DDS 信号发生器模块产生一定频率、幅值的正弦波信号，由于三极管放大电路的放大倍数较大，若输入信号过大则会产生失真，需要经过信号调理网络进行衰减，之后在三极管放大电路的输入端进行ADC 检测，从而可以检测输入电阻。

在放大电路的输出端，由于输出信号幅值较大，超过单片机ADC 检测限度，故信号需调理后进行采集，同时通过控制继电器吸合控制负载电阻的通断，进行输出电阻的测量。

两个ADC 检测点采集数据，经单片机数据运行处理后，在TFT 屏幕上显示出三极管放大电路的输入、输出阻抗，幅频特性曲线以及电路故障的原因。

2 硬件电路设计■2.1 输入信号调理网络为了满足三极管放大电路最大不失真的要求，经过信号输入测试，应满足输入信号小于60mv。

由于DDS 正弦波输出模块输出的正弦波为一定值556mV，故需要进行信号衰减。

如图2所示，信号衰减网络包括纯电阻分压衰减和电压跟随两部分。

电压跟随器起到稳定隔离的作用，保证 ■2.2 继电器开关驱动电路如图3所示，继电器开关用9013三极管进行驱动，通过单片机进行控制。

从而实现三极管放大电路输出端并联电■2.3 输出端信号调理网络由于三极管的放大倍数较大，其输出端幅值达到6.8V，而单片机的采样幅度要求需要在3.3V 以内，所以需要经过信号调理。

由于测量输出电阻需要给三李申，陈康宁，汪帅，李寒，贾巍(通讯作者)（湖北文理学院汽车与交通工程学院，湖北襄阳，441053）基金项目：湖北文理学院大学生创新创业训练项目（项目编号：S202010509014）。

摘要：本系统是基于STM32单片机ADC检测的简易电路特性测试仪，用于检测三极管放大电路的基本工作特性，同时可以在电路发生故障时，判断电路故障的位置及原因。

基于stm32单片机的频率计的设计

基于stm32单片机的频率计的设计介绍本文讲述了基于STM32单片机的频率计的设计与实现，本文首先简要介绍了STM32单片机，然后介绍了实现频率计的基本原理，接着介绍了设计所需的硬件以及用户间接口，最后介绍了STM32实现频率计的源代码。

1、STM32单片机STM32单片机是一种定时器和外部芯片，它具有微控制器的操作性能，可提供完整的系统开发环境，支持多个异构技术。

STM32单片机提供32位微控制器和多个外设来满足各种功能要求，可直接连接外设，如ADC，DAC，SPI，UART，CAN，I2C等，使用方便，可以通过采用数字信号处理器（DSP）的性能来提升加速系统的性能。

2、基本原理基于STM32单片机的频率计原理很简单，通过测量输入信号的波形，统计一段时间内输入信号的交叉点数量，根据单位时间的交叉点数量计算输入信号的频率。

3、硬件和用户接口硬件：STM32单片机是实现频率计的核心设备，以及部分外围芯片：可以通用逻辑元件（Logic Chip）或是数字信号处理器（DSP），作为系统搭建的基本单元。

用户界面：为了使用户可以方便显示信息，设置等操作，需要实现一个用户交互接口，这里可以使用LCD屏幕或者LED手柄等外设。

4、源代码int main(void){//初始化STM32SystemInit();//初始化定时器timer_init();//初始化用户接口user_interface_init();//初始化输入信号gpio_init();while(1){//计算输入信号的交叉点数量int count = calucate_cross_point();//根据输入的交叉点数量计算频率double frequency = calculate_frequency(count);//显示计算出的频率display_frequency(frequency);}return 0;}。

基于stm32的智能健康体检仪器控制系统设计与实现研究内容_概述及解释说明

基于stm32的智能健康体检仪器控制系统设计与实现研究内容概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文主要研究基于STM32的智能健康体检仪器控制系统的设计与实现。

随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，健康体检成为人们关注的焦点之一。

然而，传统的医疗检测仪器存在价格高昂、使用复杂等问题，限制了其在日常生活中的普及和应用。

因此，设计一种功能全面、易于操作且价格相对较低的智能健康体检仪器具有重要意义。

1.2 文章结构本文共分为五个部分进行阐述。

引言部分对文章的研究背景和目标进行了介绍，并概述了文章结构。

第二部分将详细描述系统设计与实现过程，包括硬件设计和软件设计方面的内容。

第三部分将对该系统功能特点与要求进行深入分析，包括功能需求、系统架构以及性能指标等方面。

第四部分将介绍实验环境和设置，并详细阐述实验流程和步骤，并展示数据收集和分析结果。

最后一部分将总结研究结果并给出未来改进方向。

1.3 目的本研究旨在设计一种基于STM32的智能健康体检仪器控制系统，在确保功能齐全与精确度的前提下，降低成本、提高用户体验。

该系统将采用STM32微控制器作为核心芯片，结合相关传感器和通信技术，实现对人体生理参数的无线采集和分析。

通过研究和实验，验证该系统在健康体检领域中的应用价值，并为未来改进方向提供思路和建议。

2. 系统设计与实现2.1 背景介绍智能健康体检仪是一种结合了传感器技术、嵌入式系统和数据处理算法的医疗设备。

它可以通过测量人体各项生理参数，如血压、心率、体温等，提供全面准确的健康数据。

基于STM32的智能健康体检仪控制系统是一种将STM32单片机作为核心控制器，用于驱动传感器采集数据，并进行数据处理和显示的系统。

2.2 硬件设计在硬件设计方面，需要选取合适的传感器模块来实现参数测量。

常见的传感器包括：血压传感器、心率传感器、体温传感器等。

这些模块需要与STM32单片机进行连接，以便将采集到的数据传输给单片机进行处理。

基于STM32的FFT算法实现

离散傅里叶变换（DFT）是分析信号频域特性的重要工具，其运算复杂度随处理序列的长度增加大幅上升，不利于计算机对实时的大数据信号进行处理，快速傅里叶变换（FFT）的出现解决了这一问题。FFT 是将 DFT 算法进行高效化、计算机化的一种改进算法。FFT 之所以能够改善运算量，是因为其充分利用了 DFT 运算中的对称性和周期性，从而能够将运算量从 N 2 减少到 N*log2 (N ) ，其中 N 为待计算的序列的长度。当 N 越大，FFT 算法提高计算效率的效果就越突出。
则又可进一步得到四个
N 4
点的序列，如式（5）、（6）所示：
X
X= 1 (k )
1(k
+
N 4
X )=
3(k ) + WNk/2 X 4 (k ) = , k
X 3(k ) −WNk/2 X 4 (k )
0,1, 2,,
N 4
−1
（5）
X
X= 2 (k)
2 (k
+
N 4
X )=
5 (k ) + WNk/2 X 6 (k ) = , k
d=1；
d = 1<<（M-L）； // 第 L 级的各旋转因子WNk
中 k 的数值间隔是 d
k=1；
k=j*d； // 计算第 L 级中第 j 种旋转因子的 k 值
for（i=0；i<=d-1；i++） // 第 j 种旋转因子第 i
次参与运算，共 d 次
{
结语
根据 FFT 原理推导出能用 C 语言表达的 FFT 算法，并在 STM32 上实现。经过 matlab 仿真对比发现，本系统得
图 7 给定输入信号 y=3.4cos（2Π×54×t）+3.5cos （2Π×450×t+Π/2）频谱对比图

基于STM32DSP库的音乐频谱设计

基于STM32DSP库的音乐频谱设计音乐频谱设计是指将音频信号转换为频谱表示，以便可视化和分析音频信号中的频率成分。

在STM32系列微控制器上，可以使用STM32DSP库来实现音乐频谱设计。

STM32DSP库是针对STM32系列微控制器的数字信号处理库，提供了一系列的函数和算法用于实现音频信号的处理和分析。

在使用DSP库进行音乐频谱设计时，主要包括以下几个步骤：1.音频输入：首先需要将音频信号输入到STM32微控制器中，可以通过外部音频输入设备或者内部音频模块将音频信号输入到STM32的ADC模块中。

2.采样和滤波：使用STM32ADC模块对音频信号进行采样，并采用数字滤波器对信号进行去噪和滤波操作，以提高频谱分析的准确度。

3.快速傅里叶变换（FFT）：使用STM32DSP库中的FFT函数对音频信号进行快速傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号。

4.频谱显示：将频域信号表示为频谱图形，可以使用LCD显示模块或者LED灯阵列来实现频谱可视化。

可以使用STM32的GPIO和SPI接口来连接LCD模块或者LED灯阵列。

5.频谱分析：对频谱进行分析，可以计算不同频率范围内的能量峰值、频率分布等信息，以实现音乐频谱的可视化效果。

在进行音乐频谱设计时，还可以结合其他音频处理算法，如均衡器、动态压缩等来改善音频效果。

可以使用STM32DSP库中的滤波、压缩等函数来实现这些功能。

总结起来，基于STM32DSP库的音乐频谱设计主要包括音频输入、采样和滤波、FFT变换、频谱显示和分析等步骤。

通过使用STM32系列微控制器和DSP库的优势，可以实现高效、准确的音乐频谱设计，为音频应用提供更好的用户体验。

基于STM32单片机的放大电路故障测试仪设计

基于STM32单片机的放大电路故障测试仪设计1. 引言放大电路是电子设备中常见的功能模块之一，其作用是将输入信号放大到所需的幅度。

然而，由于各种原因，放大电路可能会出现故障，导致信号失真或无法正常工作。

因此，设计一种能够有效检测和诊断放大电路故障的测试仪对于维护和修复电子设备至关重要。

2. STM32单片机的优势STM32单片机是一种基于ARM Cortex-M内核的嵌入式微控制器系列。

它具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和灵活性等优势，适用于各种应用场景。

在放大电路故障测试仪设计中，STM32单片机可以作为控制核心，并通过其丰富的外设接口实现信号采集、数据处理和显示等功能。

3. 放大电路故障分类在进行放大电路故障测试之前，有必要了解常见的放大电路故障类型。

根据实际经验和文献研究，可以将放大电路故障分为以下几类：3.1 输入端相关故障：包括输入端短路、开路或接触不良等问题，可能导致输入信号无法正常传递到放大电路中。

3.2 输出端相关故障：包括输出端短路、开路或电压偏移等问题，可能导致放大电路输出信号失真或无法正常输出。

3.3 偏置电压故障：当放大电路中的偏置电压不稳定或超出合理范围时，会导致整个放大电路工作不正常。

3.4 放大倍数故障：当放大倍数超出设计范围或不稳定时，会导致信号失真或过度放大等问题。

4. 测试仪设计方案基于STM32单片机的放大电路故障测试仪设计方案如下：4.1 硬件设计：4.1.1 信号采集模块：通过外部模拟输入接口采集待测试的输入信号，并通过高精度ADC模块将其转换为数字信号。

4.1.2 信号处理模块：将采集到的数字信号传递给STM32单片机，并进行相应的处理和分析。

可以使用数字滤波、频谱分析等算法来检测和诊断故障。

4.1.3 显示模块：使用液晶显示屏或其他合适的显示设备来显示测试结果和相关信息。

4.2 软件设计：4.2.1 系统初始化：初始化STM32单片机和外部模块，设置相应的工作模式和参数。

STM32单片机在心率检测仪中的应用研究与设计

STM32单片机在心率检测仪中的应用研究与设计心率检测仪是一种用于测量人体心率的设备，它通过检测心脏搏动的频率来获取人体的心率数据。

在现代医疗和健康监测领域，心率检测仪被广泛应用于医院、健身房、家庭等场景。

本文将介绍STM32单片机在心率检测仪中的应用研究和设计。

1. 简介心率检测仪通常由多个部分组成，包括心率传感器、信号调理电路、数据处理模块和显示模块。

其中，数据处理模块是关键部分，负责对从心率传感器获取的模拟信号进行数字化处理，并计算出心率值。

STM32单片机作为一种嵌入式微控制器，具有高性能、低功耗和丰富的外设接口，非常适合用于心率检测仪的数据处理模块。

2. STM32单片机的选择在选择适合的STM32单片机型号时，我们需要考虑以下几个方面：- 处理能力：根据心率检测仪的要求，选择适当的处理器速度和内存容量，以满足实时处理心率数据的需求。

- 电源管理：心率检测仪通常是便携式设备，需要考虑芯片的低功耗特性和电源管理功能，以延长电池寿命。

- 外设接口：选择具备足够的通信接口和IO口，以连接心率传感器、显示屏和其他外部设备。

3. 心率传感器接口设计心率传感器通常采用光电测量原理，通过检测皮肤上的血液流动变化来获得心率数据。

在STM32单片机中，我们可以使用模拟输入通道来接收心率传感器的模拟信号。

该模拟信号由心脏搏动引起的光电信号经过信号调理电路处理后产生。

4. 数据处理算法设计在STM32单片机中，我们可以使用数字信号处理算法来处理从心率传感器获得的模拟信号，并计算出心率值。

常用的方法包括傅里叶变换、滤波和波形识别等。

这些算法可以通过软件实现，也可以借助STM32单片机的硬件加速器和数学运算预处理模块来提高计算效率。

5. 数据显示设计STM32单片机通常配备有液晶显示屏和触摸屏接口，可以用于显示心率数据和用户交互。

在心率检测仪中，我们可以将心率值实时显示在屏幕上，并设计相关界面和功能，如历史数据记录、报警功能等。

基于STM32的OLED音乐频谱显示器的设计

电子设计工程Electronic Design Engineering第28卷Vol.28第11期No.112020年6月Jun.2020收稿日期：2019-09-07稿件编号：201909047作者简介：高锋（1997—），男，广东茂名人。

研究方向：电气工程及其自动化。

随着STM32生态系统快速建设和直观、高效的STM32CubeMx 编程软件不断地推广，STM32所有系列的底层驱动库函数及应用库函数日趋完善、开源其移植性强，强大的技术支持大大缩短了研发人员的程序开发时间，降低开发难度[1]，从而得到高校学生、电子设计类研发人员热捧。

本设计通过STM32CubeMx 编程软件快速生成I/O 口工作模式、ADC 转换、SPI （同步串行通信）、定时器、中断等功能配置及初始化函数，移植DSP 库，编写OLED 特效显示算法，搭建音频信号采集电路，设计主控板电路，实现多种特效显示的OLED 音乐频谱显示器。

模块化的硬件电路以及可移植性较强的软件设计，不仅降低高校学生上手难度，还激发了学生在STM32平台进行开发应用的热情、培养学生的综合设计、程序调试能力[2]。

1系统结构设计本设计的OLED 音乐频谱显示器硬件设计主要以STM32F103C8T6为核心处理器、μA741芯片组建音频信号采集电路、0.96寸OLED 屏幕实现特效显示、独立式按键切换显示特效等功能模块组成。

系统整体结构如图1所示。

2硬件设计2.1STM32F1单片机最小系统设计本设计使用的主控制芯片为STM32F103C8T6单片机，主要实现AD 数模转功能，DMA 数据传输功基于STM32的OLED 音乐频谱显示器的设计高锋，叶成彬，陈贤钰（华南理工大学广州学院电工电子创新实验室，广东广州510800）摘要：利用STM32CubeMx 快速编程软件和移植STM32DSP 库函数，设计一种以STM32F103C8T6为核心的OLED 音乐频谱显示器。