基于STM32的虚拟示波器
仓库地址
https://github.com/shuai132/ScopeMCU
ScopeMCU
Oscilloscope for MCU
MCU: STM32F103C8Tx
需配合ScopeGUI使用
截图说明见wiki
最新版Releases
Introduction
用最少的硬件成本,做一个实用的虚拟示波器。
这是硬件部分,基于STM32最小系统,不使用任何片外外设。
可以方便地移植到其他硬件(只需要ADC、定时器、串口/USB即可)。
采样率和采样深度等参数取决于芯片性能。
Features
- Timer触发ADC+DMA 精确采样
- ADC数值已校准(使用内部基准电压)
- 采样率无级可调 最高采样率1Msps
- 采样深度可调 当前6144(1024*6)点
- 内置自测信号(1kHz方波)
- 多种触发方式(自动、正常、单次)
- FFT频谱分析(上位机实现)
- USB CDC 高速数据传输
注:
- 未设计前端运放电路,只用于采集0~3.3V信号。
- 为了采样精度和校准,当前最高采样率: 70ksps
IO Map
必需
管脚 | 作用 |
---|---|
PA0 | ADC通道 |
PA11 | USB DM USB接口 |
PA12 | USB DP USB接口 |
可选
管脚 | 作用 |
---|---|
PC13 | LED指示灯 采样过程为低电平 |
PA8 | 1kHz方波信号 用于自测 |
PA9 | USART1 TX 调试串口 |
PA10 | USART1 RX 调试串口 |
移植
设计上把可移植性作为重要目标,可以很方便地移植到其他单片机、Arduino、DSP等硬件。
只需硬件提供指定功能实现函数即可,具体见ScopeCore中public方法的注释或移植步骤。
注:
- 需要C++11支持,推荐使用arm-none-eabi编译器和cmake构建,已在Windows、macOS、Ubuntu下测试通过。
- 为了方便软件设计和数据解析,直接打包结构体作为消息单元。注意要和上位机保持一致的字节序(arm、x86、arduino均为小端模式)。
移植步骤
- 初始化scope
// 在全局初始化static const size_t MaxSn = 1024 * 6; // 取决于RAM大小static uint8_t Buffer[Message::CalcBytes(MaxSn)];static ScopeMCU scopeMcu(MaxSn, Buffer);...scopeMcu.setVolLimits(0, 3300);scopeMcu.setFsLimits(1, 10000);scopeMcu.setMcuImpl({.sendData = [](uint8_t* data, size_t size) {// 用串口发送数据},.startADC = []{// 开始采样},.stopADC = []{// 停止采样},.setSampleFs = [](uint32_t fs) {// 设置采样率 返回实际的采样率},.onSampling = [](bool sampling) {// 可用来控制指示灯状态},});
- 当收到串口数据
scopeMcu.onRead(data, size);
- 当一次ADC转换完成
scopeMcu.onADC(vol);
注:
startADC
之前不要触发onADC
DevelopTools
- STM32CubeMX
- arm-none-eabi-gcc
- CLion(CMake)
- OpenOCD
- ST-LINK
Install Requirements(for macOS)
- config OpenOCD and ST-LINK
brew install openocd
brew install stlink
brew cask install gcc-arm-embedded
Usage
- blog
Links
- arm-none-eabi-gcc
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