学校要求我们用stm32f405做一个简易的信号分析仪，能够判断波形，并且在串口屏上显示同频同占空比的方波，频率，幅度，占空比。但是我之前完全没用过单片机，网上也找不到资料，所以发了这个帖。
目前的想法是用比较器做一个电路把原信号转换成方波用于测频率和占空比，用放大器做一个电压抬升电路输入原信号用于判断波形，用一个峰值检测电路输入峰值，请问这个思路可以吗？
至于怎么输出和显示，代码怎么弄，完全没思路
还有stm32应该怎么判断波形啊？周围的人问的都不确定
祝你顺利完成信号分析仪的开发！码字不易，有用望采纳 答案参考Chatgpt解答
你的思路基本上是可行的。下面我将为你提供一些指导，帮助你实现这个项目。
波形判断：使用比较器将原始信号转换为方波。比较器的阈值可以通过电位器或固定电阻分压网络来调整。你可以根据比较器的输出，判断信号的高低电平变化，从而确定波形的类型。
频率和占空比测量：使用定时器和输入捕获功能来测量波形的频率和占空比。定时器可以配置为计数器模式，用来测量波形的周期。输入捕获模块可以捕获波形上升沿和下降沿的时间戳，通过计算时间差，可以得到频率和占空比的数值。
幅度测量：使用ADC模块来测量信号的电压幅度。将原始信号连接到STM32的ADC引脚上，配置ADC进行采样和转换。通过读取ADC转换结果，可以获得信号的电压值，从而计算出幅度。
输出和显示：使用串口进行数据输出和串口屏幕进行显示。你可以通过配置STM32的UART模块，将测量结果发送到串口。同时，将串口屏幕连接到STM32的串口引脚，并根据串口屏幕的通信协议，编写相应的代码来显示测量结果。
以下是一个基本框架，用于实现你所描述的需求。这个框架使用STM32CubeHAL库，并在STM32F405上使用STM32CubeIDE进行开发和编译。你可以根据需求进行适当的修改和完善。
#include "stm32f4xx_hal.h"
// 定义全局变量
TIM_HandleTypeDef htim; // 定时器句柄
ADC_HandleTypeDef hadc; // ADC句柄
UART_HandleTypeDef huart; // 串口句柄
// 定义全局变量用于存储测量结果
uint32_t frequency; // 频率
float dutyCycle; // 占空比
float amplitude; // 幅度
// 定义函数原型
void SystemClock_Config(void);
void GPIO_Init(void);
void TIM_Init(void);
void ADC_Init(void);
void UART_Init(void);
void StartMeasurement(void);
void ProcessMeasurement(void);
void DisplayResults(void);
int main(void)
{
// 初始化硬件
HAL_Init();
SystemClock_Config();
GPIO_Init();
TIM_Init();
ADC_Init();
UART_Init();
while (1)
{
// 开始测量
StartMeasurement();
// 处理测量结果
ProcessMeasurement();
// 显示测量结果
DisplayResults();
// 延时一段时间，以便观察结果
HAL_Delay(1000);
}
}
// 系统时钟配置
void SystemClock_Config(void)
{
// 配置系统时钟
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5);
}
// 初始化GPIO
void GPIO_Init(void)
{
// 根据需要配置GPIO引脚
}
// 初始化定时器
void TIM_Init(void)
{
// 根据需要配置定时器
}
// 初始化ADC
void ADC_Init(void)
{
// 根据需要配置ADC
}
// 初始化串口
void UART_Init(void)
{
// 根据需要配置串口
}
// 开始测量
void StartMeasurement(void)
{
// 根据需要配置比较器并启动测量
// 启动定时器
HAL_TIM_Base_Start(&htim);
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim, TIM_CHANNEL_1); // 使用输入捕获模式，通道1用于捕获上升沿
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim, TIM_CHANNEL_2); // 使用输入捕获模式，通道2用于捕获下降沿
// 启动ADC
HAL_ADC_Start(&hadc);
// 启动串口
HAL_UART_Receive_IT(&huart, &uartData, 1); // 启动串口接收中断，用于接收串口屏幕的命令
}
// 处理测量结果
void ProcessMeasurement(void)
{
// 在定时器的输入捕获中断回调函数中计算频率和占空比
// 在ADC的转换完成中断回调函数中计算幅度
// 将结果存储到全局变量中
// 注意：需要根据具体的引脚和定时器配置进行相应的处理
}
// 显示测量结果
void DisplayResults(void)
{
char uartBuffer[50];
// 将测量结果格式化为字符串
sprintf(uartBuffer, "Frequency: %lu Hz\r\n", frequency);
HAL_UART_Transmit(&huart, (uint8_t*)uartBuffer, strlen(uartBuffer), HAL_MAX_DELAY);
sprintf(uartBuffer, "Duty Cycle: %.2f %%\r\n", dutyCycle);
HAL_UART_Transmit(&huart, (uint8_t*)uartBuffer, strlen(uartBuffer), HAL_MAX_DELAY);
sprintf(uartBuffer, "Amplitude: %.2f V\r\n", amplitude);
HAL_UART_Transmit(&huart, (uint8_t*)uartBuffer, strlen(uartBuffer), HAL_MAX_DELAY);
}
// 输入捕获中断回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
// 在此回调函数中处理输入捕获事件，计算频率和占空比
// 注意：需要根据具体的引脚和定时器配置进行相应的处理
}
// ADC转换完成中断回调函数
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
// 在此回调函数中处理ADC转换完成事件，计算幅度
// 注意：需要根据具体的引脚和ADC配置进行相应的处理
}
// 串口接收中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
// 在此回调函数中处理串口接收事件，根据接收到的命令进行相应的处理
// 注意：需要根据具体的串口屏幕协议进行解析和处理
}
以上代码只是一个基本框架，需要根据具体的硬件连接和配置进行适当的修改
// 在主函数中添加头文件和宏定义
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#define UART_BUFFER_SIZE 50
// 在主函数中定义全局变量
uint8_t uartRxBuffer[UART_BUFFER_SIZE];
uint8_t uartData;
int main(void)
{
// ... 省略前面的代码 ...
while (1)
{
// ... 省略中间的代码 ...
// 串口接收中断处理
if (uartData == '\n')
{
// 接收到换行符，表示完整的命令接收完成
// 在此处解析命令并执行相应的操作
// 例如，可以通过判断命令是什么来决定是否更新比较器阈值或者调整ADC采样参数等
// 清空接收缓冲区
memset(uartRxBuffer, 0, UART_BUFFER_SIZE);
}
else
{
// 将接收到的数据存储到接收缓冲区
strncat((char*)uartRxBuffer, (char*)&uartData, 1);
}
}
}
// 串口接收中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
// 读取接收到的数据
HAL_UART_Receive_IT(&huart, &uartData, 1);
}
这部分代码添加了对串口接收中断的处理，以便接收来自串口屏幕的命令。当接收到换行符时，表示完整的命令接收完成，可以在相应的位置解析命令并执行相应的操作。
请注意，这只是一个基本框架，需要根据具体需求和硬件配置进行修改和完善。你可能还需要根据你所使用的引脚和外设进行适当的初始化和配置，以确保代码能够正确运行。同时，你需要根据串口屏幕的通信协议来解析和处理命令，并根据需求进行相应的操作。
您好，这个博客有一些思路:https://blog.csdn.net/weixin_40751800/article/details/125076273
或者直接学习这个工具的源码，里面有这个信号分析仪相关的代码：https://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89934
STM32F4是一款集成了多个外设和强大的处理器核心的微控制器。该芯片的特点之一是能够同时接收和处理多个信号。
首先，STM32F4具有多个通用定时器，它们可以用于捕获外部输入信号，并测量定时器的计数器值。每个通用定时器可以捕获多个输入通道，并且可以在每个输入边沿上触发中断。这就意味着，当多个输入信号到来时，STM32F4可以使用多个定时器来同时处理各个输入信号，而不会发生数据误差
其次，STM32F4还有多个外部中断输入引脚，它们可以监测和处理外部设备的输入信号。这些中断引脚可以在上升沿、下降沿或者电平变化时触发中断。因此，通过配置和使用外部中断引脚，STM32F4可以实现同时处理多个输入信号的需求。
STM32F4还内置了DMA控制器。DMA可以在不经过CPU的处理下，实现数据的传输和处理。因此，STM32F4可以使用DMA来同时接收多个外部设备的输入信号，而不需要占用CPU的处理时间。
STM32F4还可以通过使用多线程编程技术，来实现并发处理多个输入信号。多线程编程可以让STM32F4同时运行多个任务，不仅能够提高系统的处理效率，还能够更好的适应复杂多变的应用场景。
STM32F4具有多个处理多个输入信号的方法，可以根据不同的应用场景和需求，选择合适的方法来实现。芯片内的外设和强大的处理器核心，为STM32F4同时处理多个输入信号提供了坚实的基础。
STM32F4的HAL库串口HAL_UART_Receive()轮询接收多个数据
可以借鉴下
https://blog.csdn.net/niushijia007/article/details/115719481
来自NewBing和LP的编写：
想法可以的使用比较器将原始信号转换成方波以测量频率和占空比，使用放大器将原始信号提升电压用于波形判断，以及使用峰值检测电路来测量峰值。这些是常见的电路设计方法。
关于如何在STM32上实现信号分析仪的功能，如下：
硬件设计：
软件编程：
你可以使用STM32的官方开发工具（如STCubeIDE）进行编程和调试。在编写代码之前，确保你已经阅读了STM32F405的数据手册和用户手册，以便了解寄存器配置、定时器、ADC和串口的使用方法。
以下内容由CHATGPT及阿里嘎多学长共同生成、有用望采纳：
首先，STM32F4可以同时接收并处理多个信号。可以使用外部中断或DMA等方式进行处理。
对于信号分析仪的设计，您的思路基本上是可行的。使用比较器将原信号转换为方波，可以使用定时器进行频率和占空比的测量。使用放大器将原信号输入，可以使用ADC进行波形判断。使用峰值检测电路进行峰值检测，也可以使用ADC进行测量。
对于输出和显示，可以使用串口通信将数据发送到PC或显示屏上。关于代码的实现，您需要学习STM32的相关知识和编程语言。建议您先从基础开始学习，例如GPIO、定时器、ADC等模块的使用，然后再逐渐实现您的设计。
关于波形判断，可以通过比较ADC采集到的样本值和阈值来判断波形类型，例如正弦波、方波、三角波等。也可以使用FFT算法进行频域分析，进一步分析信号的特征。
希望以上内容对您有所帮助。
以下答案由GPT-3.5大模型与博主波罗歌共同编写：
首先，STM32F405 是一款非常强大的单片机，它能够同时接收、处理多个信号。对于你的项目，你可以使用定时器/计数器模块来进行输入捕获，这样可以精确地测量信号的频率和占空比。同时，你还可以使用ADC模块来采集模拟信号，然后进行数字信号处理，比如判断波形类型等。
你的想法基本可行，但是你需要注意以下几点：
对于比较器输出的方波信号，你需要进行滤波处理，防止干扰产生误判。
你可以采用基准电压电源进行电压抬升，并使用运算放大器进行放大和滤波处理。
峰值检测电路可以采用波峰保持电路，可以用于检测周期性信号的峰峰值。
对于判断波形，你可以采用数字信号处理算法，比如傅里叶变换、小波变换等。具体的判断方法需要根据不同的波形类型而定。
此外，你还需要学习如何使用STM32F405的GPIO、定时器、ADC等模块，以及如何使用串口通信和OLED显示屏等外设。这需要你具备一定的电子技术和编程基础。
下面是一份可能可行的代码框架，仅供参考：
#include "stm32f4xx.h"
#include "stm32f4xx_gpio.h"
#include "stm32f4xx_rcc.h"
#include "stm32f4xx_tim.h"
#include "stm32f4xx_adc.h"
#include "stdio.h"
#define OLED_ADDRESS 0x78
// 定义OLED屏幕所需的字模
const uint8_t ascii_8x16[][16]= {
{0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x7E, 0x81, 0xA1, 0xA1, 0x91, 0x8D, 0x7E},
//...
};
// OLED屏幕初始化函数
void OLED_Init(void)
{
//...
}
// OLED屏幕显示函数
void OLED_PutChar(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t chr, uint8_t mode)
{
//...
}
// 定时器初始化函数，用于捕获信号
void TIM_Init(void)
{
//...
}
// ADC初始化函数
void ADC_Init(void)
{
//...
}
int main(void)
{
// 初始化系统时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOB | RCC_AHB1Periph_GPIOC | RCC_AHB1Periph_GPIOD | RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);
// 初始化OLED屏幕
OLED_Init();
OLED_Clear();
// 初始化定时器
TIM_Init();
// 初始化ADC
ADC_Init();
// 初始化串口
//...
while (1)
{
// 捕获信号并测量频率、占空比
//...
// 采集模拟信号并进行数字信号处理
//...
// 显示结果
OLED_Clear();
OLED_PutChar(0, 0, 'F', 1); // 显示频率
OLED_PutChar(0, 2, 'D', 1); // 显示幅度
OLED_PutChar(0, 4, 'P', 1); // 显示占空比
//...
// 发送数据到串口
//...
}
}
由于这个板子众多，芯片 号 码也有几种所以底层注册函数有所不同，建议参考ST官方文档，并根据开发板手册和语言手册进行项目开发。
希望我的回答对你有所帮助。
如果我的回答解决了您的问题，请采纳！
以下答案由GPT-4.5Plus大模型(语音)与博主A努力中.......共同编写：
这是一个挺复杂的项目,但STM32F405确实是一个很好的MCU选择。以下是我的一些思路和建议:
综上,这个项目虽然较复杂,但基本可行。关键是要理清思路,分解成 ADC采集、波形判断、串口屏显示等模块逐步实现。