基于STM32F103RE ADDA板制作

近期需要进行基于声音传播测距的实验，需要临时制作一款可以发送Chirp音频信号和接收信号的电路板。要求其中的内部RAM足够大，可以采集到音频信号进行后期处理。

电路硬件设计¹

^{1.电路原理²}

^{原理图设计-MCU及其接口}

^{原理图设计-电源部分}

^{2. 电路PCB版图}

^PCB版图

^{底部的两个接口的定义：}

^{左4PIN接口：电源接口，PIN1,2：VCC（+5V）， PIN3,4：GND}
^{右8PIN接口：ADDA接口，见下面表格：}

序号	符号	功能定义
1	AD0	AD输入0
2	AD0	AD输入0
3	AD0	AD输入0
4	AD0	AD输入0
5	GND	电源地
6	3.3VA	内部稳压模拟3.3V
7	DAC1	DA输出1
8	DAC2	DA输出2

^{顶部4PIN接口：SPI接口，从左到右分别是：MOSI，MISO，SCK，NSS}
^{左侧4PIN接口：IO口，从上到下：IO1，2,3,4}

^{调试错误：

（1）在第一版本中没有将UART3的管脚引出来。}

^{顶部的4PIN另外功能定义：根据STM32F103cb管脚复用，顶部的4PIN还可以定义为TIME3,TIME2的PWM输出。}

^{PSPI管脚重新定义为TIME3,TIME2的PWM输出}

^{在PIO中的IO从上到下分别是PB15,PB14,PB13,PB12。在CONTROL.H中分别定义为：IO1,IO2,IO3,IO4。

它们的输入，输出功能请在Control.C的初始化程序中进行设置。}

^{PIO中定义的输入输出口}

^{3. 电路软件^{3调试以及调用命令}}

^{安装完毕元器件之后，下载初步的开发软件，便可以设置读取AD采集的信号波形了。}

^{安装完毕后，下载程序进行调试

采集到的信号源典型波形}

^{对F103内部的DA、AD模块初始化的语句。}

^{HAL_ADC_Start(&hadc1);HAL_ADC_Start(&hadc3);HAL_ADC_Start(&hadc2);//--------------------------------------------------------------------------HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);g_nTime1InterruptCount = 0;g_nADC1BufferPoint = 0;extern DAC_HandleTypeDef hdac;HAL_DAC_Start(&hdac, DAC_CHANNEL_1);HAL_DAC_Start(&hdac, DAC_CHANNEL_2);}

^{每个10ms通过如下语句赋值DAC1，DAC2相应的输出波形：}

^{//--------------------------------------------------------------------------if(++nShowCount >= 10) {nShowCount = 0;
//        printf("%d\r\n", g_nTime1InterruptCount);DACOutput1(GetADC1());DACOutput2(0xfff - GetADC1());}}

^{产生Chirp声音}

^{1. 使用Python产生仿真Chirp波形}

^{具体产生Chirp信号的参数和方法见下面的代码。}

^{#------------------------------------------------------------
startf = 50
endf = 1500
data_length = 2048
samplefrequency = 5e3
deltat = 1/samplefrequency
#------------------------------------------------------------
angle = 0
data_buffer = []
#------------------------------------------------------------
for i in range(data_length):data = int((sin(angle) + 1) * 0xfff)data_buffer.append(data)frequency = (endf - startf) * (i + 1) / data_length + startfangle = angle + frequency * deltat
t = linspace(0, data_length * deltat, data_length, endpoint=True)
plt.plot(t, data_buffer)
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Sample Value')
plt.show()```}

^{数学产生的Chirp信号}

^{2. F103 产生相同的Chirp信号并输出}

^{使用单片机产生的Chirp信号在示波器上显示的波形}

^{DOP 文件 : D:\zhuoqing\DesignCenter\MyResearch\2020\ADDAF103RE\Hardware.dop ↩︎}
^{电路原理图 : d:\zhuoqing\AltiumDesigner\Test\2020\ADDAF103RE\ADDAF103RE.SchDoc ↩︎}
^{电路软件所在的目录：D:\zhuoqing\window\ARM\IAR\STM32\Application\Test\2020\ADDAF103RE\Src\main.c ↩︎}