【MM32F032 eMiniBoard】简易示波器

效果：

1.介绍一直想搞一个示波器，今天发现手头上有一款灵动的开发板，而且上面刚好有3个电位器，似乎电位器是灵动的标配，先拿这个练练手。2.设计首先需要一款屏幕，手头上有一款非常常用的OLED屏幕，屏幕的分辨率是128x64的，虽然分辨率不高，但是做个简易示波器还是够用的，由于直接接的芯片的ADC管脚，所以检测的电压只有0~3.3V，不过这个对于一般情况还是够用的。首先来看看这款【MM32F032 eMiniBoard】开发板上的资源，还是非常丰富的，我这款和图片上这款外部资源是一样的，除了主控不一样。

图1

这里选择官方的LibSamples中I2C的【I2C_EEPROM_Polling】进行项目修改，需要先将屏幕给驱动起来，先实现IIC通信，这里采用软件IIC，先试试效果。

图2

@brief 延迟1us

@param 无

@retval 无

static void delay(unsigned char num)

{

//uint8_t i = 5;

//while(num--)

//{

// while(i--);

//}

//__nop();

__nop();

}

@brief 初始化OLED与单片机的IO接口

@param 无

@retval 无

void OLED_GPIO_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB时钟

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //选择控制的引脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //设置为通用开漏输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置输出速率为50MHz

GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //调用库函数初始化GPIOA

OLED_SCLK_Set(); //设PB6（SCL）为高电平

OLED_SDIN_Set(); //设PB7（SDA）为高电平

}

@brief 模拟IIC起始信号

@param 无

@retval 无

void OLED_IIC_Start(void)

{

OLED_SCLK_Set(); //时钟线置高

OLED_SDIN_Set(); //信号线置高

delay(1); //延迟1us

OLED_SDIN_Clr(); //信号线置低

delay(1); //延迟1us

OLED_SCLK_Clr(); //时钟线置低

delay(1); //延迟1us

}

@brief 模拟IIC停止信号

@param 无

@retval 无

void OLED_IIC_Stop(void)

{

OLED_SDIN_Clr(); //信号线置低

delay(1); //延迟1us

OLED_SCLK_Set(); //时钟线置高

delay(1); //延迟1us

OLED_SDIN_Set(); //信号线置高

delay(1); //延迟1us

}

@brief 模拟IIC读取从机应答信号

@param 无

@retval 无

static unsigned char IIC_Wait_Ack(void)

{

unsigned char ack;

OLED_SCLK_Clr(); //时钟线置低

delay(1); //延迟1us

OLED_SDIN_Set(); //信号线置高

delay(1); //延迟1us

OLED_SCLK_Set(); //时钟线置高

delay(1); //延迟1us

if(OLED_READ_SDIN()) //读取SDA的电平

ack = IIC_NO_ACK; //如果为1，则从机没有应答

else

ack = IIC_ACK; //如果为0，则从机应答

OLED_SCLK_Clr();//时钟线置低

delay(1); //延迟1us

return ack; //返回读取到的应答信息

}

@brief IIC写入一个字节

@param IIC_Byte：写入的字节

@retval 无

void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)

{

unsigned char i; //定义变量

for(i=0;i<8;i++) //for循环8次

{

OLED_SCLK_Clr(); //时钟线置低，为传输数据做准备

delay(1); //延迟1us

if(IIC_Byte & 0x80) //读取最高位

OLED_SDIN_Set();//最高位为1

else

OLED_SDIN_Clr(); //最高位为0

IIC_Byte <<= 1; //数据左移1位

delay(1); //延迟1us

OLED_SCLK_Set(); //时钟线置高，产生上升沿，把数据发送出去

delay(1); //延迟1us

}

OLED_SCLK_Clr(); //时钟线置低

delay(1); //延迟1us

while(IIC_Wait_Ack()); //从机应答

}

软件IIC的H文件如下：

复制

#ifndef _I2C_SOFTWARE_H

#define _I2C_SOFTWARE_H

#include "hal_device.h"

#include "hal_conf.h"

#include "stdio.h"

#define OLED_SCLK_Set() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6) //PB6（SCL）输出高

#define OLED_SCLK_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6) //PB6（SCL）输出低

#define OLED_SDIN_Set() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7) //PB7（SDA）输出高

#define OLED_SDIN_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7) //PB7（SDA）输出高

#define OLED_READ_SDIN() GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_7) //读取PB7（SDA）电平

#define IIC_ACK 0 //应答

#define IIC_NO_ACK 1 //不应答

void OLED_GPIO_Init(void);

void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte);

void OLED_IIC_Start(void);

void OLED_IIC_Stop(void);

#endif

最后我们只需要调用【Write_IIC_Byte】这个函数对屏幕进行操作即可。然后就是屏幕的显示了，这里创建一块显存用于存储屏幕需要显示的内容。

复制

//OLED的显存

//存放格式如下.

//[0]0 1 2 3 ... 127

//[1]0 1 2 3 ... 127

//[2]0 1 2 3 ... 127

//[3]0 1 2 3 ... 127

//[4]0 1 2 3 ... 127

//[5]0 1 2 3 ... 127

//[6]0 1 2 3 ... 127

//[7]0 1 2 3 ... 127

uint16_t OLED_GRAM[128][8];

然后每次对屏幕处理完成之后，再调用将显存数据显示到屏幕上的函数。

复制

//更新显存到LCD

void OLED_Refresh_Gram(void)

{

uint8_t i,n;

for(i=0;i<8;i++)

{

OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //设置页地址（0~7）

OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //设置显示位置—列低地址

OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //设置显示位置—列高地址

for(n=0;n<128;n++)

OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA);

}

使用这种方式的优点就是可以让整个屏幕一块进行显示，而不会导致一部分一部分显示，非常推荐大家使用这样的方式。然后就是屏幕的初始化了，这一步参照官方的即可。

复制

@brief OLED初始化函数

@param 无

@retval 无

void OLED_Init(void)

{

#if Software_IIC_EN

OLED_GPIO_Init(); //GPIO口初始化,软件i2c

#else

I2CInitMasterMode();

#endif

delay_ms(200); //延迟，由于单片机上电初始化比OLED快，所以必须加上延迟，等待OLED上复位完成

OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD); //关闭显示

OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD); //设置时钟分频因子,震荡频率

OLED_WR_Byte(80,OLED_CMD); //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率

OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD); //设置驱动路数

OLED_WR_Byte(0X3F,OLED_CMD); //默认0X3F(1/64)

OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD); //设置显示偏移

OLED_WR_Byte(0X00,OLED_CMD); //默认为0

OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD); //设置显示开始行 [5:0],行数.

OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD); //电荷泵设置

OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD); //bit2，开启/关闭

OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD); //设置内存地址模式

OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD); //[1:0],00，列地址模式;01，行地址模式;10,页地址模式;默认10;

OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD); //段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127;

OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD); //设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数

OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD); //设置COM硬件引脚配置

OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD); //[5:4]配置

OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); //对比度设置

OLED_WR_Byte(0xEF,OLED_CMD); //1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮)

OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD); //设置预充电周期

OLED_WR_Byte(0xf1,OLED_CMD); //[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2;

OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD); //设置VCOMH 电压倍率

OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD); //[6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc;

OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD); //全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏)

OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD); //设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示

OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); //开启显示

OLED_Clear();

}

示波器主要需要采用的就是画线了，这个使用ZLG的GUI中的【GUI_Line】函数，代码有点多，但是我还是贴出来，让大家看看。

复制

/****************************************************************************

* 名称：GUI_HLine()

* 功能：画水平线。

* 入口参数： x0 水平线起点所在列的位置

* y0 水平线起点所在行的位置

* x1 水平线终点所在列的位置

* color 显示颜色(对于黑白色LCM，为0时灭，为1时显示)

* 出口参数：无

* 说明：对于单色、4级灰度的液晶，可通过修改此函数作图提高速度，如单色LCM，可以一次更

* 新8个点，而不需要一个点一个点的写到LCM中。

****************************************************************************/

void GUI_HLine(uint16_t x0, uint8_t y0, uint16_t x1, uint8_t color)

{

uint8_t temp;

if(x0>x1) // 对x0、x1大小进行排列，以便画图

{

temp = x1;

x1 = x0;

x0 = temp;

}

{

OLED_DrawPoint(x0, y0, color); // 逐点显示，描出垂直线

x0++;

}

while(x1>=x0);

}

/****************************************************************************

* 名称：GUI_RLine()

* 功能：画垂直线。

* 入口参数： x0 垂直线起点所在列的位置

* y0 垂直线起点所在行的位置

* y1 垂直线终点所在行的位置

* color 显示颜色

* 出口参数：无

* 说明：对于单色、4级灰度的液晶，可通过修改此函数作图提高速度，如单色LCM，可以一次更

* 新8个点，而不需要一个点一个点的写到LCM中。

****************************************************************************/

void GUI_RLine(uint16_t x0, uint8_t y0, uint8_t y1, uint8_t color)

{

uint8_t temp;

if(y0>y1) // 对y0、y1大小进行排列，以便画图

{

temp = y1;

y1 = y0;

y0 = temp;

}

{

OLED_DrawPoint(x0, y0, color); // 逐点显示，描出垂直线

y0++;

}

while(y1>=y0);

}

/****************************************************************************

* 名称：GUI_Line()

* 功能：画任意两点之间的直线。

* 入口参数： x0 直线起点的x坐标值

* y0 直线起点的y坐标值

* x1 直线终点的x坐标值

* y1 直线终点的y坐标值

* color 显示颜色(对于黑白色LCM，为0时灭，为1时显示)

* 出口参数：无

* 说明：操作失败原因是指定地址超出有效范围。

****************************************************************************/

void GUI_Line(uint32_t x0, uint32_t y0, uint32_t x1, uint32_t y1,uint8_t color)

{

int32_t dx; // 直线x轴差值变量

int32_t dy; // 直线y轴差值变量

int8_t dx_sym; // x轴增长方向，为-1时减值方向，为1时增值方向

int8_t dy_sym; // y轴增长方向，为-1时减值方向，为1时增值方向

int32_t dx_x2; // dx*2值变量，用于加快运算速度

int32_t dy_x2; // dy*2值变量，用于加快运算速度

int32_t di; // 决策变量

dx = x1-x0; // 求取两点之间的差值

dy = y1-y0;

/* 判断增长方向，或是否为水平线、垂直线、点 */

if(dx>0) // 判断x轴方向

{ dx_sym = 1; // dx>0，设置dx_sym=1

}

else

{ if(dx<0)

{ dx_sym = -1; // dx<0，设置dx_sym=-1

}

else

{ // dx==0，画垂直线，或一点

GUI_RLine(x0, y0, y1, color);

return;

}

if(dy>0) // 判断y轴方向

{ dy_sym = 1; // dy>0，设置dy_sym=1

}

else

{ if(dy<0)

{ dy_sym = -1; // dy<0，设置dy_sym=-1

}

else

{ // dy==0，画水平线，或一点

GUI_HLine(x0, y0, x1, color);

return;

}

/* 将dx、dy取绝对值 */

dx = dx_sym * dx;

dy = dy_sym * dy;

/* 计算2倍的dx及dy值 */

dx_x2 = dx*2;

dy_x2 = dy*2;

/* 使用Bresenham法进行画直线 */

if(dx>=dy) // 对于dx>=dy，则使用x轴为基准

{ di = dy_x2 - dx;

while(x0!=x1)

{

OLED_DrawPoint(x0, y0, color);

x0 += dx_sym;

if(di<0)

{ di += dy_x2; // 计算出下一步的决策值

}

else

{ di += dy_x2 - dx_x2;

y0 += dy_sym;

}

OLED_DrawPoint(x0, y0, color); // 显示最后一点

}

else // 对于dx<dy，则使用y轴为基准

{ di = dx_x2 - dy;

while(y0!=y1)

{

OLED_DrawPoint(x0, y0, color);

y0 += dy_sym;

if(di<0)

{ di += dx_x2;

}

else

{ di += dx_x2 - dy_x2;

x0 += dx_sym;

}

OLED_DrawPoint(x0, y0, color); // 显示最后一点

}

然后将ADC例程中的【ADC_Polling】项目相关文件拷贝到项目工程中，主要有【adcx.c】和【adcx.h】文件，最后在函数中实现读取ADC值同时显示OLED就可以了。

复制

vu16 ADCVAL;

float fValue = 0;

float fValue_last = 0;

/// [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] This function is main entrance.

/// @param None.

/// @retval 0.

int main(void)

{

uint8_t x_axis = 0;

float y_axis = 0;

DELAY_Init();

ADC1SingleChannelInit();

OLED_Init();

OLED_Clear();

OLED_ShowString(16,0,(uint8_t *)"Oscilloscope");// OLED TEST

GUI_Line(0, 17, 127, 17, 1);

OLED_Refresh_Gram();

while(1) //无限循环

{

ADCVAL = GetAdcAverage(5);

fValue = ((float)ADCVAL / 4095) * 44; //use 3.3V as VDD

OLED_ShowNum(0, 18, fValue / 44 * 3300, 4, 16);

GUI_Line(x_axis, 64 - fValue_last, x_axis + 1, 64 - fValue, 1);

fValue_last = fValue;

OLED_Refresh_Gram();

x_axis++;

y_axis++;

if(x_axis >= 127)

{

x_axis = 0;

OLED_Fill(0, 18, 127, 63, 0);

}

这样简易示波器就完成了！3.演示先接上OLED屏幕，接线如下图所示。

图3

接线完成后如下图所示。

图4

给屏幕来个特写，左上角显示的是电压的值，波形显示电压的变化。

图5

4.总结虽然只用到了IIC和ADC的功能，但是整个设计下来还是需要一些基础的，后续会在这块开发板上扩张其他功能，大家想实现哪些功能可以在下方留言！
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作者：二哲科技
链接：https://bbs.21ic.com/icview-3210436-1-1.html
来源：21ic.com
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