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標題: STM32系統示波器設計 C#上位機及下位機源程序,硬件電路圖 [打印本頁]

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作者: maowsdo    時間: 2019-7-7 15:15
標題: STM32系統示波器設計 C#上位機及下位機源程序,硬件電路圖
用于STM32F103V的示波器制作 。
有2個通道
個人愛好設計都DIY可以用20MHZ這樣
專的的200MHZ以上去買現成的。

設計指標：
主控:                    STM32F103ZET6
液晶屏:                  4.3寸TFT480×272  65K彩色LCD顯示屏  FSMC
AD:                      12位1MHz采樣速率
最高實時取樣率：        1Msps  8Bits
取樣緩沖器深度：        5K  
垂直靈敏度：            5V，1V，500mV,200mV,100mV,50mV,20mV,10mV;  
水平時基范圍：2S,1S,500mS,200mS,100mS,50mS,20mS,10mS,5mS,2mS,1mS,500uS,200uS,100uS,50uS,20uS,10uS,5uS,2uS,1uS
輸入阻抗：                ≥1MΩ
最高輸入電壓：            30Vpp
耦合方式：                AC/DC
觸發功能：                實現自動、常規、單次觸發方式 ,上升或下降邊沿觸發  
參數計算：                頻率、周期、占空比、交流峰-峰值、平均值
觸發電平：                觸發電平高低位置可調，觸發時基位置可調
實現RUN/STOP功能

功能預留：
1、波形發生器：使用STM32一路DA實現正弦，三角波，方波輸出。 任意一種波形幅值在
               0-3.3V任意可調、頻率在一定范圍任意可調、方波占空比可調。調節選項
               可以通過觸摸屏完成設置。
2、SD卡存儲： SD卡波形存儲輸出，能夠對當前屏幕截屏，以JPG格式存儲在SD卡上。能夠存儲1S內的波形數據，可以隨時調用查看。
3、數據傳輸：  用C#編寫上位機，通過串口完成對下位機的控制。初步功能為：（1）實現STOP/RUN功能（2）輸出波形電壓、時間參數（3）控制截屏（4）控制波形發生器（5）其他
4、圖形接口：  完成UCGUI的移植和使用工作。
5、遠期計劃：  添加FFT等等
1、采樣速率：600Sa/s，6kSa/s ，60kSa/s，600kSa/s ，3MSa/s，，6MSa/s，30MSa/s ，60MSa/s
2、水平掃速：250 ns*、500ns、1μs、5 μs、10μs、50μs、500 μs、5ms 、50ms
3、垂直電壓靈敏度：10mV/div, 20mV/div, 50mV/div, 0.1V/div, 0,2V/div, 0.5V/div, 1V/div,
2V/div, 5V/div
4、被測信號的各種參數屏幕顯示，包括頻率、電壓峰峰值等。

硬件電路
Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)

Multisim原理圖如下（仿真工程文件可到本帖附件中下載）


單片機源程序如下:

1. /*------------------------------------------------------------------------------------
   
2.                                      STM32+UCOS+UCGUI示波器
   
3.            
   
4.                                                        任務列表
   
5.            +---------------------+-------------+-----------+
   
6.            |      任務名稱       | 任務優先級  |  任務堆棧 |
   
7.            +---------------------+-------------+-----------+           
   
8.            |   TASK_MAIN         |     11      |   2048    |
   
9.            +---------------------+-------------+-----------+
   
10.            |   TASK_RTC                |     12      |    512    |
    
11.            +---------------------+-------------+-----------+
    
12.            |   TASK_SD                 |     13      |    512    |
    
13.            +---------------------+-------------+-----------+
    
14.            |   TASK_TOUCHSCREEN         |     14      |    512    |
    
15.            +---------------------+-------------+-----------+
    
16.            |   TASK_GUI                          |     15      |   1024    |
    
17.            +---------------------+-------------+-----------+
    
18.            |   TASK_START             |     5       |    64     |
    
19.            +---------------------+-------------+-----------+
    
20.            
    
21. 
    
22. 時間: 2013年11月13日       BoX編寫                                
    
23. -------------------------------------------------------------------------------------*/  
    
24. #include "ucos_ii.h"   
    
25. #include "stdio.h"
    
26. #include "app.h"
    
27. #include "pincfg.h"
    
28. #include "delay.h"
    
29. #include "tft_api.h"
    
30. #include "oscilloscope.h"
    
31. #include "indkey.h"
    
32. #include "timer.h"
    
33. #include "EXTI.H"
    
34. #include "adc.h"
    
35. #include "iwdg.h"
    
36. #include "tsc2046.h"
    
37. 
    
38. #include "task_main.h"
    
39. #include "task_gui.h"
    
40. #include "task_rtc.h"
    
41. #include "task_sd.h"
    
42. #include "task_touchscreen.h"
    
43. 
    
44. #include "GUI.h"
    
45. /*-----------------------------------------
    
46.                                 聲明任務棧
    
47. UCOSII的任務堆棧沒有8字節對齊,在聲明任務堆
    
48. 棧時,強制8字節對齊就可以了,系統默認是4字節
    
49. 對齊.否則sprintf時會出問題,系統會崩潰.
    
50. ------------------------------------------*/
    
51. __align(8) OS_STK Task_TouchScreen_Stk[TASK_TOUCHSCREEN_STK_SIZE];
    
52. __align(8) OS_STK Task_Main_Stk[TASK_MAIN_STK_SIZE];
    
53. __align(8) OS_STK Task_RTC_Stk[TASK_RTC_STK_SIZE];
    
54. __align(8) OS_STK Task_SD_Stk [TASK_SD_STK_SIZE];
    
55. __align(8) OS_STK Task_GUI_Stk[TASK_GUI_STK_SIZE];
    
56. /*-----------------------------------------
    
57.                             聲明變量
    
58. ------------------------------------------*/
    
59. extern u16  ADC1_DMA_Value;
    
60. extern u8   LCD_Buffer[LCD_BUFFER_SIZE];
    
61. extern u16  Tpx,Tpy,ZBX,ZBY;                  //觸摸屏AD值,坐標值
    
62. extern void BSP_Init(void);
    
63. 
    
64. extern  WaveType    WaveInfo;                          //波形參數
    
65. extern  WaveMode    WaveCtrl;                          //控制參數
    
66. extern  FG_WaveType FG_WaveInfo;              //信號發生器參數
    
67. /*-----------------------------------------
    
68.                             開始任務
    
69. ------------------------------------------*/
    
70. void Task_Start(void *pdata)
    
71. {
    
72.           pdata = pdata;
    
73.          BSP_Init();                //完成片上外設的初始化
    
74.          OSStatInit();                //初始化統計任務
    
75.          
    
76.          while(1)
    
77.          {         
    
78. //                  ShowWelcomeScreen();
    
79. //                 OSTimeDlyHMSM(0,0,3,0);
    
80.                   /*觸摸屏任務*/
    
81.                  
    
82.                    OSTaskCreateExt(Task_TouchScreen,
    
83.                             (void *)0,
    
84.                             &Task_TouchScreen_Stk[TASK_TOUCHSCREEN_STK_SIZE - 1],
    
85.                             TASK_TOUCHSCREEN_PRIO,
    
86.                             TASK_TOUCHSCREEN_PRIO,
    
87.                             &Task_TouchScreen_Stk[0],
    
88.                             TASK_TOUCHSCREEN_STK_SIZE,
    
89.                             (void *)0,
    
90.                             OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);
    
91.                
    
92.         /*實時時鐘任務*/
    
93.         OSTaskCreateExt(Task_RTC,
    
94.                             (void *)0,
    
95.                             &Task_RTC_Stk[TASK_RTC_STK_SIZE - 1],
    
96.                             TASK_RTC_PRIO,
    
97.                             TASK_RTC_PRIO,
    
98.                             &Task_RTC_Stk[0],
    
99.                             TASK_RTC_STK_SIZE,
    
100.                             (void *)0,
     
101.                             OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);
     
102.         /*SD卡任務*/
     
103.         OSTaskCreateExt(Task_SD,
     
104.                             (void *)0,
     
105.                             &Task_SD_Stk[TASK_SD_STK_SIZE - 1],
     
106.                             TASK_SD_PRIO,
     
107.                             TASK_SD_PRIO,
     
108.                             &Task_SD_Stk[0],
     
109.                             TASK_SD_STK_SIZE,
     
110.                             (void *)0,
     
111.                             OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);
     
112.                 /*GUI任務*/
     
113.                 OSTaskCreateExt(Task_GUI,
     
114.                             (void *)0,
     
115.                             &Task_GUI_Stk[TASK_GUI_STK_SIZE - 1],
     
116.                             TASK_GUI_PRIO,
     
117.                             TASK_GUI_PRIO,
     
118.                             &Task_GUI_Stk[0],
     
119.                             TASK_GUI_STK_SIZE,
     
120.                             (void *)0,
     
121.                             OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);
     
122. 
     
123.                 /*主任務*/
     
124.                 OSTaskCreateExt(Task_Main,
     
125.                             (void *)0,
     
126.                             &Task_Main_Stk[TASK_MAIN_STK_SIZE - 1],
     
127.                             TASK_MAIN_PRIO,
     
128.                             TASK_MAIN_PRIO,
     
129.                             &Task_Main_Stk[0],
     
130.                             TASK_MAIN_STK_SIZE,
     
131.                             (void *)0,
     
132.                             OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);
     
133.               
     
134. //                PinCfg_Beep(1);                            //蜂鳴器響起提示系統啟動成功
     
135.         OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF);   //掛起Task_Start任務               
     
136.          }
     
137. }
     
138. /*-----------------------------------------
     
139.                             觸摸屏任務
     
140. ------------------------------------------*/         
     
141. void Task_TouchScreen(void *pdata)
     
142. {
     
143.         pdata = pdata;
     
144.         while(1)
     
145.         {        
     
146.                 TP_Read(&Tpx,&Tpy);
     
147.                 TP_ADtoZB(&Tpx,&Tpy,&ZBX,&ZBY);         //計算觸摸坐標
     
148.                 TouchEventDetected();                         //檢測觸摸事件
     
149.                 BOARD_LED1 = !BOARD_LED1;
     
150.                 OSTimeDlyHMSM(0,0,0,100);
     
151.         }
     
152. }
     
153. /*-----------------------------------------
     
154.                             Real Time Clock任務
     
155. ------------------------------------------*/
     
156. void Task_RTC(void *pdata)
     
157. {
     
158.         pdata = pdata;        
     
159.         while(1)
     
160.         {        
     
161.                 u8 AlarmTemp;
     
162.                 GetFrequence();                   //獲取時間參數并顯示
     
163.                 AlarmTemp = GetTempSensor();        
     
164.                
     
165.                 if(AlarmTemp>60)           //芯片保護溫度報警定值60℃
     
166.                         BEEP = 1;
     
167.                 else if(AlarmTemp>50)
     
168.                         PinCfg_Beep(3);           //接近紅線短鳴3聲
     
169.                 else
     
170.                         BEEP = 0;
     
171.                  OSTimeDlyHMSM(0,0,1,500);
     
172.         }         
     
173. }
     
174. /*-----------------------------------------
     
175.                              主任務
     
176. ------------------------------------------*/
     
177. void Task_Main(void *pdata)
     
178. {        
     
179.         pdata = pdata;                                       
     
180.         WaveCtrl.TimeBase = 99;                        //上電默認時基99
     
181.         WaveCtrl.Gain = 3;                                //上電默認增益號3
     
182.         while(1)
     
183.         {
     
184. //                TaskStackChack();                        //是否堆棧使用情況檢查
     
185.                 GetWaveADCValue();                        //核心函數
     
186.                 IWDG_Feed();                               //1000ms內喂狗
     
187.                 BOARD_LED2 = !BOARD_LED2;
     
188.                 OSTimeDlyHMSM(0,0,0,50);
     
189.         }        
     
190. }
     
191. /*-----------------------------------------
     
192.                             SD任務
     
193. ------------------------------------------*/
     
194. void Task_SD(void *pdata)
     
195. {
     
196.         pdata = pdata;
     
197.         while(1)
     
198.         {
     
199.                 SendDataToPC();                                //發送編碼數據到上位機
     
200.                  OSTimeDlyHMSM(0,0,0,999);
     
201.         }
     
202. }
     
203. /*-----------------------------------------
     
204.                             GUI任務
     
205. ------------------------------------------*/
     
206. 
     
207. void Task_GUI(void *pdata)
     
208. {
     
209.         pdata = pdata;
     
210.         DrawControlPanel();
     
211.         while(1)
     
212.         {        
     
213.                 DisplayWaveInfo();                          //顯示參數        
     
214.                 OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500);
     
215.         }
     
216. }
     

復制代碼

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上位機exe文件以及上位機源碼.zip (6.59 MB, 下載次數: 118)

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硬件設計.zip (2.65 MB, 下載次數: 82)

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程序.7z (1.07 MB, 下載次數: 84)

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作者: labview_mcu    時間: 2022-5-5 16:56
PCB看起來很丑 功能缺很強大

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作者: lhzw2001    時間: 2022-5-14 09:55
上位機上個圖看一下效果啊

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作者: watsonbu    時間: 2023-5-5 20:33
這是本站最好的、完整的代碼之一，謝謝！

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作者: watsonbu    時間: 2023-5-5 20:36
C#上位機，剛剛下載，謝謝！

上位機圖.PNG (92.46 KB, 下載次數: 97)

下載附件

2023-5-5 20:35 上傳

上位機運行圖

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作者: li64331218    時間: 2023-5-7 15:01
高人的東西，一直值得學習借鑒！

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