【MCU实战经验】STM32数字示波器+详细注释+上位机程序+硬... - STM32 - 意法半导体STM32/STM8技术社区
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【MCU实战经验】STM32数字示波器BoX Design& && && &从朋友得知ST公司在搞活动，可以申请STM32F429的探索套件，作为穷学生一枚的我不免动了心。大二上学期参加完全国大学生电子设计竞赛之后闲来无事，就自己做了一个数字示波器来作为学习STM32的实战检验，前后花费了大概1个月的时间完成了初稿，之后又断断续续的完善我的示波器，并且为它编写了上位机程序和制定了通信协议。使用了前端程控模拟电路和上层电路板，uCOS-II，uCGUI，FFT，SD，上位机等等，现在因为参加老师的项目研发也就暂时闲置了下来，之前就打算在各大论坛开源，但是一直没有时间整理设计文档，恰巧现在ST公司这个活动，所以就全部开源分享给大家吧，一起学习。下一步计划重新设计模拟电路部分使用CPLD和高速AD实现更高的采样率。& && && &由于程序量比较大，所以在程序中我完成了大量的注释，详细的说明了具体的实现方法，其中的示波器原理和FFT原理请自己查阅相关教材。我个人认为最值得参考的就是如何制定一个效率较高的通信协议。我查阅了很多资料最后结合实际设计了一套通信协议，这套通信协议效传输速率理论最大可达16000bps,实际采用10666bps速率传输。协议的编码、解码算法的详细说明附在附件中。随着程序量的增加，F103也渐渐感到比较吃力了，其中FFT的运算就是典型代表，也希望借此机会申请到F429带DSP指令的MCU来进一步提高示波器的性能。& && && &限于目前的知识水平，这套示波器是实践大于理论的产物，其中很多设计存在先天的不足，以后会继续改进，向更高性能迈进。
设计指标：主控:& && && && && && && && && && && && && & STM32F103ZET6液晶屏:& && && && && && && && && && && && &&&4.3寸TFT480×272&&65K彩色LCD显示屏&&FSMCAD:& && && && && && && && && && && && && &&&12位1MHz采样率最高实时取样率：& && && && && && & 1MSa/s&&12Bits取样缓冲器深度：& && && && && && & 5K&&垂直灵敏度：& && && && && && && && && & 5V，1V，500mV,200mV,100mV,50mV,20mV,10mV;&&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输入阻抗：& && && && && && && && && && && &≥1MΩ最高输入电压：& && && && && && && &&&30Vpp耦合方式：& && && && && && && && && && && &AC/DC触发功能：& && && && && && && && && && && &实现自动、常规、单次触发方式 ,上升或下降边沿触发&&参数计算：& && && && && && && && && && && &频率、周期、占空比、交流峰-峰值、平均值、光标追踪显示RUN/STOP
功能：1、波形发生器：使用STM32一路DA实现正弦，三角波，方波，白噪声输出。 任意一种波形幅值在0-3.3V任意可调、频率在一定范围任意可调、方波占空比可调。调节选项可以通过触摸屏完成设置。2、SD卡存储： SD卡波形存储输出，能够对当前屏幕截屏，以JPG格式存储在SD卡上。能够存储1S内的波形数据，可以随时调用查看。3、数据传输：&&用C#编写上位机，通过串口完成对下位机的控制。（1）实现STOP/RUN功能（2）输出波形电压、时间参数（3）控制截屏（4）控制波形发生器（5）控制完成FFT（6）波形的存储和显示4、图形接口：&&UCGUI2、水平扫速：&&250 ns*、500ns、1μs、5 μs、10μs、50μs、500 μs、5ms 、50ms3、垂直电压灵敏度：10mV/div, 20mV/div, 50mV/div, 0.1V/div, 0,2V/div, 0.5V/div, 1V/div,2V/div, 5V/div4、被测信号的各种参数屏幕显示，包括频率、电压峰峰值等。
整体照片在2楼，下载链接在附件里面
附件回复可见
由于完整程序包较大，完整程序包可到百度网盘下载，下载链接在附件里
源码程序包可直接点击附件下载
14:15 上传
点击文件名下载附件
3.4 MB, 下载次数: 29031
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RE: 【MCU实战经验】STM32数字示波器+详细注释+上位机程序+硬件电路图+UCOS+UCGUI+FFT+SD
好东西谢谢楼主分享，我看看
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RE: 【MCU实战经验】STM32数字示波器+详细注释+上位机程序+硬件电路图+UCOS+UCGUI+FFT+SD
整体照片，希望大家一起交流学习哈~
捕获.JPG (112.03 KB, 下载次数: 90)
14:22 上传
这是上位机的程序
上位机.JPG (98.83 KB, 下载次数: 54)
14:24 上传
测试时候的照片
三角波.JPG (72.65 KB, 下载次数: 24)
14:22 上传
测试正弦波
追踪线.JPG (74.91 KB, 下载次数: 21)
14:24 上传
PCB.JPG (114.1 KB, 下载次数: 31)
14:23 上传
模拟电路板
电路板.JPG (24.15 KB, 下载次数: 32)
14:23 上传
侧面的照片
整体.JPG (25 KB, 下载次数: 25)
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源代码的注释
详细注释.JPG (88.43 KB, 下载次数: 87)
14:24 上传
(16.89 KB, 下载次数: 722)
14:23 上传
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RE: 【MCU实战经验】STM32数字示波器+详细注释+上位机程序+硬件电路图+UCOS+UCGUI+FFT+SD
楼主给力啊，这是自己做的GUI还是用的uCGUI？楼主最近我也在想搞一个示波器，楼主这篇帖子是很好的参考啊~！赞一个
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回复: 【MCU实战经验】STM32数字示波器+详细注释+上位机程序+硬件电路图+UCOS+UCGUI+FFT+SD
附上整体的照片，欢迎大家交流学习讨论！
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我看看，应该对自己帮助，谢谢楼主的分享
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都是发送到发送到
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RE: 【MCU实战经验】STM32数字示波器+详细注释+上位机程序+硬件电路图+UCOS+UCGUI+FFT+SD
我看看，应该对自己帮助，谢谢楼主的分享
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RE: 【MCU实战经验】STM32数字示波器+详细注释+上位机程序+硬件电路图+UCOS+UCGUI+FFT+SD
好东西啊，顶一个！！！
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RE: 【MCU实战经验】STM32数字示波器+详细注释+上位机程序+硬件电路图+UCOS+UCGUI+FFT+SD
楼主给力的。。。。。
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DIY基于STM32虚拟示波器（上位机协议*下位机源程序*电路图）
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本帖最后由 zhanglei_hrb 于
20:27 编辑
& & 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。
& & 公开软件的通信协议，学习版。可以根据协议，将自己开发的硬件加入我们的软件环境。
1、高速的USB数据传输；
2、测量信号最小输入:-30V（配合探头X10）；
3、测量信号最大输入:+30V（配合探头X10）；
4、最大测量频率:200KHz；
5、存储深度：单通道8K；
6、电压分辩率:3V/256；
7、通道数量:2；
8、具有上升沿或下降沿触发功能；
9、可以保存波形；
10、暂停功能.
11、游标移动测量电压与时间.
12、实测信号的频率,平均值,峰峰值的显示.
13、方便的Windows仿实物的人机界面；
14、通过软件界面进行各种切换操作；(时间，刻度,电压刻度,关闭与开启通道等)
15、具有对保存的波形进行放大与缩小,视窗选定部分观察功能.
16、分析功能：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；
（1）开机界面
（2）声卡函数信号发生器
（3）示波器及分析界面（窗口显示可自由组合）
（4）实物图
, , , , , , ,
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界面不错，用什么软件做的？
以VS1003B和山景SOC芯片为背景，倾心研制数字化语音录放产品．
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得意之作是做了个AVR高压编程器，用起来爽歪歪，
串口MP3录放音模块，全面进入数字录放音时代
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呵呵，做工也不错
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谢谢专家点评，上位机界面是用VC写的！
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非常感谢楼主的无私奉献！
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软件界面不错！
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这么好的东西要绑定
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楼主辛苦了。
芯谷SMT贴片加工厂/
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学习匠人、老X，打造史上最“烂”《两轮小车DIY》...
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谢谢大家的支持，本软件马上就要升级完成了，敬请期待！！！
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顶，严重的顶。
再加上逻辑分析仪，变成便携多功能工具。
不求指标。能应付一般应用就好。 后面改版升级再提高指标。
& & 好久不嚼槟榔
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建议放到sourceforge托管……仅在论坛上发几个文件，想想好像还没有成功的例子。就像那些网盘和电子邮件等服务一样，上过几年网的人都知道，那么大一个公司（163，sohu等），说反悔就反悔了——更不用说个人了。
试一下能否设置签名档
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我们的学习版协议保证开源，不会改变。但是不能用于商业目的。
商业化，需要我们许可。至于sourceforge网站，我们会马上考虑上传问题。
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感谢老师的无私奉献。王积安
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这个,是基于声卡的吗?
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向大牛致以最崇高的敬意。
只有站得更高，才能看得更远
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分类号密级 UDC 注1 学位论文数字示波器上位机软件的设计与实现(题名和副题名) 赵媛(作者姓名) 指导教师袁渊副教授电子科技大学成都刘长华高工陕西省政府办公厅信息处西安(姓名、职称、单位名称) 申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期 2014.09 论文答辩日期 2014.11 学位授予单位和日期电子科技大学 日答辩委员会主席评阅人注1:注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据 DESIGN AND REALIZATION OF PC SOFTWARE
OF DIGITAL OSCILLOSCOPE AMasterThesis Submittedto University of Electronic Science and Technology of China Major: Master of Engineering Author: Zhao Yuan Advisor: Yuan Yuan School : Schoolof AutomationEngineering 万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名: 日期: 年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘, 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 作者签名: 导师签名: 日期: 年月日万方数据摘要 I 摘要数字存储示波器(DSO)是工程应用和科学研究中最常用的时域测量仪器, 随着信息技术的发展,数字存储示波器的通讯接口越来越丰富,与之配套的面向 PC用户的上位机应用软件也越来越多,几乎成为数字存储示波器必备的配套产品。本课题来源于某仪器制造商的数字存储示波器产品的研发项目,旨在为用户提供一款可以通过计算机来程控数字存储示波器的上位机软件,并兼容该厂家的所有产品系列和所有接口类型。本课题采用了虚拟仪器软件技术,以该品牌的数字存储示波器系列产品为硬件平台,以美国NI公司推出的基于C语言的虚拟仪器开发工具LabWindows/CVI 为软件平台,从用户实际需求的角度出发,设计一款全系列兼容的数字示波器上位机软件,主要研究工作包括以下几个方面: 首先,针对该品牌的数字存储示波器系列产品的功能、参数,从全系列兼容的要求和用户应用需求的角度出发,分析上位机软件的功能需求,并在现有的软、硬件技术条件下,选取适用的开发工具,设计出可行的实现方案。为实现上位机软件能够兼容该厂家的所有产品系列和接口,采取了由用户自行选择型号和接口类型的方式,上位机软件自动显示对应型号的虚拟面板,即仪器界面自适应。然后,完成了上位机软件的设计与实现,包括两部分工作:一是图形用户界面(Graphic User
Interface,简称GUI)的设计,尽可能按照真实示波器的面板布局,最大限度地做到真实感;二是软件功能的实现,即源代码的设计,这也是重点部分,实现了上位机软件对数字存储示波器的各种程控功能,包括程控命令的发送、数据的接收和处理、以及示波器显示界面的再现等等,并支持了USB接口、以太网接口以及仪器系统专用的GPIB接口等多种通讯接口类型。最后,完成了上位机软件的调试和发布。先采用“白盒测试”方法进行代码级的调试,利用本身提供的调试功能(如断点、单步执行、内存查看等),对程序内部的逻辑结构进行测试。再采用“黑盒测试”方法进行功能级的调试,模仿用户各种可能的操作,对软件的功能和健壮性进行测试。目前,该软件完成了研发阶段的最后测试,现已交付厂家和部分用户,进入试运行阶段。关键词:虚拟仪器,GUI,TCP网络编程,USB,GPIB 万方数据 ABSTRACT II ABSTRACT Digitalstorage oscilloscope(DSO)is monlyusedtime-domain measuring instrumentin engineeringapplicationand scientificresearch. Withthe developmentofIT,DSO’municationinterfacesand its corresponding application softwaresfor PC ing moreandmorethatalmost ethenecessary productsfor
From a DSOR&Dprojectfor
aninstrumentmanufacturer, a
toprogramme-controlDSOand patible withallseriesofDSO productsand alltheir interfacetypes. Virtualinstrumentsoftwaretechnologyis used in this project.Theresearchgroup will designPC softwarefor
patibility basingon
the hardware platformof DSOseriesproductsand
the softwareplatformof
virtualinstrument developingtoolLabWindows/CVI.Themainresearchworkincludesseveralparts
follow.First,for thefunctions and parametersof series products of DSO,the requirement
of the PC softwarefunctionis analyzedfrom patibilityfor all series and user’s
application.In the existing condition of software and hardware, the software developing
tool is selectedand the implementation schemeis designed. For patibility of all
application,
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