一、方案
先用 LCD制作 一个格子图形，然后定时器触发ADC采样。再将采集到的数据绘制成曲线显示在格子图形上，通过读取 图形上的点来测量信号。 本文使用的是原子哥的F103ZET6的战舰开发板。

二、具体实施
1.LCD初步显示
LCD的配置代码我是直接复制原子哥的，直接调用了它里面的函数。
因为我的屏幕是480*800，所以为了布局采用了横屏显示。
首先根据方案，我要先制作一个格子图。并且为了观察波形的数据，加入了时间和数值显示。绘制格子是在函数display里面。格子的话时 每隔20绘制一条线，可以根据 自己情况 修改。

1. void display(void)
   
2. {
   
3.         uint16_t t;
   
4.         LCD_Fill(0,0,800,340,WHITE);
   
5.         POINT_COLOR=GREEN;
   
6.         for(t  = 0;t<360;t=t+20)
   
7.                 LCD_DrawLine(0, t, 800, t);
   
8.         for(t  = 0;t<800;t=t+20)
   
9.                 LCD_DrawLine(t,0, t,340 );
   
10.         POINT_COLOR=BLUE;
    
11.         LCD_DrawLine(0, 180, 800, 180);
    
12.         LCD_DrawLine(400,0, 400,340 );
    
13.         LCD_ShowNum(84,376,k,2,24);
    
14. }
    
15. void main(void)
    
16. {
    
17.           ...
    
18.         LCD_Init();
    
19.         LCD_Clear(WHITE);
    
20.         LCD_Display_Dir(1);
    
21.         POINT_COLOR=BLUE;
    
22.         LCD_ShowString(60,400,24*3,24,24,"t1:");
    
23.         LCD_ShowString(24,376,24*2,24,24,"move:");
    
24.         LCD_ShowString(60,424,24*3,24,24,"t2:");
    
25.         LCD_ShowString(0,448,24*4,24,24,"|t1-t2|:");
    
26.         LCD_ShowString(146,400,24*2,24,24,"ms");
    
27.         LCD_ShowString(146,424,24*2,24,24,"ms");
    
28.         LCD_ShowString(146,448,24*2,24,24,"ms");
    
29.         LCD_ShowString(260,400,24*3,24,24,"V1:");
    
30.         LCD_ShowString(260,424,24*3,24,24,"V2:");
    
31.         LCD_ShowString(200,448,24*4,24,24,"|V1-V2|:");
    
32.         LCD_ShowString(358,400,24*3,24,24,"mV");
    
33.         LCD_ShowString(358,424,24*3,24,24,"mV");
    
34.         LCD_ShowString(358,448,24*3,24,24,"mV");
    
35.         display ();
    
36.         ...
    
37. }
    

复制代码

效果展示：



2.ADC配置
接下来就是ADC配置 。先上代码：

1. void adc_init(void)
   
2. {
   
3.         GPIO_InitTypeDef adc1io;
   
4.         ADC_InitTypeDef adc1;
   
5.         
   
6.         RCC_APB2PeriphClockCmd (RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
   
7.         
   
8.         adc1io.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN ;
   
9.         adc1io.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 ;
   
10.         GPIO_Init (GPIOA,&adc1io);
    
11.         
    
12.         ADC_DeInit(ADC1);
    
13.         RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
    
14.         
    
15.         adc1.ADC_Mode =  ADC_Mode_Independent   ;
    
16.         adc1.ADC_ContinuousConvMode =  ENABLE  ;//连续转换模式
    
17.         adc1.ADC_ScanConvMode  = DISABLE;//扫描模式 ，在于单通道还是双通道
    
18.         adc1.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None  ;//转换由软件启动而不是外部
    
19.         adc1.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right  ;
    
20.         adc1.ADC_NbrOfChannel = 1;
    
21.         ADC_Init (ADC1,&adc1);
    
22.         
    
23.         ADC_Cmd(ADC1,ENABLE );
    
24.         ADC_ResetCalibration(ADC1);
    
25.         while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束
    
26.         ADC_StartCalibration(ADC1);
    
27.         while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校 AD 准结束
    
28. 
    
29.         ADC_RegularChannelConfig(ADC1, 1, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );//通道 1,规则采样顺序值为 1,采样时间为 239.5 周期
    
30.         ADC_SoftwareStartConvCmd  (ADC1,ENABLE);//使能软件转换功能
    
31.         
    
32. }
    
33. 
    
34. uint16_t Get_adc()
    
35. {
    
36.         while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
    
37.         return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次 ADC1 规则组的转换结果
    
38. }
    
39. 
    
40. uint16_t Get_adcAverage(uint8_t times)//最高255，最少3
    
41. {
    
42.         uint32_t t;
    
43.         uint16_t a[255]={0};
    
44.         int i,g1,g2;
    
45.         for(i=0;i<times;i++)
    
46.         {
    
47.                 while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
    
48.                 a<i> = ADC_GetConversionValue(ADC1);
    
49.         }
    
50.         g1= g2  = a[0];
    
51.         for(i = 0;i<times-1;i++)
    
52.         {
    
53.                 if(g1>a[i+1])g1 = a[i+1];//让 g1为最小值
    
54.                 if(g2<a[i+1])g2 = a[i+1];//让 g2为最大值
    
55.         }
    
56.         for(i = 0;i<times;i++)
    
57.         {
    
58.                 t += a<i>;
    
59.         }
    
60.         return t = (t-g1-g2)/(times-2);
    
61. }
    
62. </i></i>

复制代码

ADC配置简单介绍：
因为只打算做一个通道，所以配置成独立模式 ，开启连续转换模式。这里 的ADC采集我打算放在 主函数里面，所以也是配置成由软件触发。 这里使用了ADC1的通道1。为了采样准确率上升我把 采样时间 配置 239.5个周期 。因为是72M6分频，所以ADCCLK是12M。总转换时间公式是：Tcovn=采样时间+12.5 个周期，计算出来我采样一次时间是18us。计算这个只要是因为使用定时器触发，防止触发时间低于采样时间。
然后我编了一个提高采样精准的函数：连续采样多次（至少3次），去掉最大值和最小值，然后取平均。

3.定时器配置
同样先上代码：

1. void TIM_Init(void)
   
2. {
   
3.         TIM_TimeBaseInitTypeDef Tim3;
   
4.         NVIC_InitTypeDef NVIC_Tim;
   
5. 
   
6. 
   
7.         RCC_APB1PeriphClockCmd (RCC_APB1Periph_TIM3 ,ENABLE);
   
8.         Tim3.TIM_Period = 10;
   
9.         Tim3.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up ;
   
10.         Tim3.TIM_Prescaler = 7199;
    
11.         Tim3 .TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1 ;
    
12.         TIM_TimeBaseInit (TIM3,&Tim3 );
    
13.                
    
14.         TIM_ITConfig (TIM3,TIM_IT_Update ,ENABLE );//允许更新中断
    
15.         
    
16.         NVIC_Tim .NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn ;
    
17.         NVIC_Tim .NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    
18.         NVIC_Tim .NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    
19.         NVIC_Tim .NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ;
    
20.         NVIC_Init (&NVIC_Tim);
    
21.         
    
22.         TIM_Cmd (TIM3,ENABLE);
    
23. 
    
24. }
    
25. 
    
26. 
    
27. void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断
    
28. {
    
29.         if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)  //检查TIM3更新中断发生与否
    
30.                 {
    
31.                         Z=1;
    
32.                         TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx更新中断标志
    
33.                         ms++;
    
34.                 }
    
35. }

复制代码

我这里是打算 1ms采集一个点 ，所以我的采集信号频率只能在 1KHz以下，由于是绘图，所以在一个周期采集越多的点效果回越好。
因为中断不好执行占用CPU过长的任务，所以我在主函数 里面使用ADC采集，这里 只是 给它一个判断标志。

5.按键配置
为了测量周期和峰峰值，我用可移动的两根线在波形上测量。这里就需要 用到按键。

1. void EXTI0_IRQHandler(void)
   
2. {
   
3.         for(time = 0;time<40000;time++);
   
4.         if(GPIO_ReadInputDataBit (WKUP_GPIO ,WKUP_GPIO_PIN ) == SET)                  //WK_UP按键
   
5.         {                                 
   
6.                 mode ++;
   
7.                 if(mode ==5)mode  =0;
   
8.         }
   
9.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除LINE0上的中断标志位  
   
10. }
    
11. 
    
12. void EXTI2_IRQHandler(void)
    
13. {
    
14.         for(time = 0;time<40000;time++);
    
15.         if(GPIO_ReadInputDataBit (KEY2_GPIO ,KEY2_GPIO_PIN ) == RESET)
    
16.         {
    
17.                 node  =1;
    
18.         }
    
19.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2); //清除 LINE2 上的中断标志位
    
20. }
    
21. 
    
22. void EXTI3_IRQHandler(void)
    
23. {
    
24.         for(time = 0;time<40000;time++);
    
25.         if(GPIO_ReadInputDataBit (KEY1_GPIO ,KEY1_GPIO_PIN ) == RESET)
    
26.         {
    
27.                 k++;
    
28.                 if(k>10)k=1;
    
29.                
    
30.         }
    
31.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3); //清除 LINE3 上的中断标志位
    
32. }
    
33. 
    
34. void EXTI4_IRQHandler(void)
    
35. {
    
36.         for(time = 0;time<40000;time++);
    
37.         if(GPIO_ReadInputDataBit (KEY0_GPIO ,KEY0_GPIO_PIN ) == RESET)
    
38.         {
    
39.                 node = 2;
    
40.         }
    
41.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4); //清除 LINE4 上的中断标志位
    
42. }

复制代码

这里也是通过标志来让单片机运行相应功能。
KEY_UP：第一次按下 ：暂停波形，选定第一个竖直线。
第二次按下 ：选定第二个数值线。
第三次按下 ：选定第一个水平线。
第四次按下 ：选定第二 个水平线。
第五次按下 ：恢复运行波形。
KEY1:修改线移动的格数，这里设置是1~10。
KEY0:**当选定水平线时：向下移动k。
当选定竖直线时：向左移动k。
KEY2:当选定水平线时：向上移动k。
当选定竖直线时：向右移动k。

6.整合
首先是先采集并且 绘制波形 ，这里的 方法 是1ms采集一个点并且采集800个点后开始绘制波形。

1. void  main(void)
   
2. {
   
3.         ...
   
4.         while(1)
   
5.         {
   
6.                 while( mode  ==0)
   
7.                 {
   
8.                         if(Z==1)
   
9.                         {
   
10.                                 Z = 0;
    
11.                                 adcx = Get_adcAverage (5);
    
12.                                 temp[ms] = adcx*(3.3/4096)*100;
    
13.                                 while(temp[ms]>330)
    
14.                                 {
    
15.                                         adcx = Get_adcAverage (3);
    
16.                                         temp[ms] =adcx*(3.3/4096)*100;
    
17.                                 }
    
18.                         }
    
19.                         if(ms == 799)
    
20.                         {
    
21.                                 TIM_Cmd (TIM3,DISABLE);
    
22.                                 display ();
    
23.                                 for(ms=0;ms<800;ms++)xemp[ms]=temp[ms];
    
24.                                 POINT_COLOR=BLACK;
    
25.                                 for(ms=0;ms<799;ms++)LCD_DrawLine(ms, 480-xemp[ms]-150, ms+1, 480-xemp[ms+1]-150);
    
26.                                 ms = 0;
    
27.                                 TIM_Cmd (TIM3,ENABLE);
    
28.                         }
    
29.                 }
    
30.         ...
    
31.         }
    
32. }

复制代码

这里的话就是1ms触发定时器中断，然后Z置1，并且变量ms++。Z为 1开启ADC采集 ，将采集的数据存储在数组temp中。当ms为 799时，暂时关闭定时器，将数组temp中的数据转移到xemp中，再根据 xemp绘制曲线(转移到xemp中是为了保证后面绘制的曲线数据 在同一采集周期内)。因为波形需要更新 所以先调用 display更新下次波形。然后调用LCD_DrawLine绘制波形。这样就能将上个0.8s的信号数据绘制出来。将 变为 0并且再次开启定时器。至于要把这些放在while(mode==0)里，是为了后面服务的。
再看后面的代码：

1.        if(mode == 1)
   
2.                 {
   
3.                         TIM_Cmd (TIM3,DISABLE);
   
4.                         while(mode == 1)
   
5.                         {
   
6.                                 if(node ==1)
   
7.                                 {
   
8.                                         display  ();
   
9.                                         POINT_COLOR=BLACK;
   
10.                                 for(ms=0;ms<799;ms++)LCD_DrawLine(ms, 480-xemp[ms]-150, ms+1, 480-xemp[ms+1]-150);
    
11.                                         node = 0;
    
12.                                         POINT_COLOR=RED;
    
13.                                         X=X+k;
    
14.                                         if(X  >  800)X = 0;
    
15.                                         LCD_DrawLine(X, 0, X, 340);
    
16.                                         LCD_ShowNum(110,400,(u32)X,3,24);
    
17.                                 }
    
18.                                 if(node ==2)
    
19.                                 {        
    
20.                                         display  ();
    
21.                                         POINT_COLOR=BLACK;
    
22.                                 for(ms=0;ms<799;ms++)LCD_DrawLine(ms, 480-xemp[ms]-150, ms+1, 480-xemp[ms+1]-150);
    
23.                                         node = 0;
    
24.                                         POINT_COLOR=RED;
    
25.                                         X=X-k;
    
26.                                         if(X >  800)X = 800;
    
27.                                         LCD_DrawLine(X, 0, X, 340);
    
28.                                         LCD_ShowNum(110,400,(u32)X,3,24);
    
29.                                 }
    
30.                         }
    
31.                 }
    
32.                 while(mode == 2)
    
33.                 {
    
34.                         if(node ==1)
    
35.                         {
    
36.                                 display  ();
    
37.                                 POINT_COLOR=BLACK;
    
38.                                 for(ms=0;ms<799;ms++)LCD_DrawLine(ms, 480-xemp[ms]-150, ms+1, 480-xemp[ms+1]-150);
    
39.                                 POINT_COLOR=RED;
    
40.                                 LCD_DrawLine(X, 0, X, 340);
    
41.                                 node = 0;
    
42.                                 X1=X1+k;
    
43.                                 if(X1  >  800)X1 = 0;
    
44.                                 LCD_DrawLine(X1, 0, X1, 340);
    
45.                                 LCD_ShowNum(110,424,(u32)X1,3,24);
    
46.                         }
    
47.                         if(node ==2)
    
48.                         {        
    
49.                                 display  ();
    
50.                                 POINT_COLOR=BLACK;
    
51.                                 for(ms=0;ms<799;ms++)LCD_DrawLine(ms, 480-xemp[ms]-150, ms+1, 480-xemp[ms+1]-150);
    
52.                                 POINT_COLOR=RED;
    
53.                                 LCD_DrawLine(X, 0, X, 340);
    
54.                                 node = 0;
    
55.                                 X1=X1-k;
    
56.                                 if(X1 >  800)X1 = 800;
    
57.                                 LCD_DrawLine(X1, 0, X1, 340);
    
58.                                 LCD_ShowNum(110,424,(u32)X1,3,24);
    
59.                         }
    
60.                         if(X1>X)LCD_ShowNum(110,448,(u32)X1-X,3,24);
    
61.                         else LCD_ShowNum(110,448,(u32)X-X1,3,24);
    
62.                 }
    
63.                 while(mode == 3)
    
64.                 {
    
65.                         if(node ==1)
    
66.                         {
    
67.                                 display  ();
    
68.                                 POINT_COLOR=BLACK;
    
69.                                 for(ms=0;ms<799;ms++)LCD_DrawLine(ms, 480-xemp[ms]-150, ms+1, 480-xemp[ms+1]-150);
    
70.                                 node = 0;
    
71.                                 POINT_COLOR=RED;
    
72.                                 X=X+k;
    
73.                                 if(X  >  340)X = 0;
    
74.                                 LCD_DrawLine(0,X,  800,X);
    
75.                                 LCD_ShowNum(310,400,(u32)(340-X)*10,4,24);
    
76.                         
    
77.                         }
    
78.                         if(node ==2)
    
79.                         {        
    
80.                                 display  ();
    
81.                                 POINT_COLOR=BLACK;
    
82.                                 for(ms=0;ms<799;ms++)LCD_DrawLine(ms, 480-xemp[ms]-150, ms+1, 480-xemp[ms+1]-150);
    
83.                                 node = 0;
    
84.         
    
85.                                 POINT_COLOR=RED;
    
86.                                 X=X-k;
    
87.                                 if(X >  340)X = 340;
    
88.                                 LCD_DrawLine(0,X,800,X);
    
89.                                 LCD_ShowNum(310,400,(u32)(340-X)*10,4,24);
    
90.                         }
    
91.                 }
    
92.                 if(mode == 4)
    
93.                 {
    
94.                         while(mode == 4)
    
95.                         {
    
96.                                 if(node ==1)
    
97.                                 {
    
98.                                         display  ();
    
99.                                         POINT_COLOR=BLACK;
    
100.                                         for(ms=0;ms<799;ms++)LCD_DrawLine(ms, 480-xemp[ms]-150, ms+1, 480-xemp[ms+1]-150);
     
101.                                         POINT_COLOR=RED;
     
102.                                         LCD_DrawLine(0, X, 800, X);
     
103.                                         node = 0;
     
104.                                         X1=X1+k;
     
105.                                         if(X1  >  340)X1 = 0;
     
106.                                         LCD_DrawLine(0,X1, 800, X1);
     
107.                                         LCD_ShowNum(310,424,(u32)(340-X1)*10,4,24);
     
108.                                 
     
109.                                 }
     
110.                                 if(node ==2)
     
111.                                 {        
     
112.                                         display  ();
     
113.                                         POINT_COLOR=BLACK;
     
114.                                         for(ms=0;ms<799;ms++)LCD_DrawLine(ms, 480-xemp[ms]-150, ms+1, 480-xemp[ms+1]-150);
     
115.                                         POINT_COLOR=RED;
     
116.                                         LCD_DrawLine(0, X, 800, X);
     
117.                                         node = 0;
     
118.                                         X1=X1-k;
     
119.                                         if(X1 >  340)X1 = 340;
     
120.                                         LCD_DrawLine(0,X1, 800, X1);
     
121.                                         LCD_ShowNum(310,424,(u32)(340-X1)*10,4,24);
     
122.                                 }
     
123.                         if(X1>X)LCD_ShowNum(310,448,(u32)(X1-X)*10,4,24);
     
124.                                 else LCD_ShowNum(310,448,(u32)(X-X1)*10,4,24);
     
125.                         }
     
126.                         ms = 0;
     
127.                         TIM_Cmd (TIM3,ENABLE);
     
128.                 }
     

复制代码

这部分代码思路其实都一样，因 为要关闭和开启 定时器，所以再在mode为1和mode为4外面先加了if语句。这里介绍一下mode为一的情况：
当按下第一次WK_UP的时候，mode为1,主函数进入while(mode==1)的循环。当你不 进行人格 操作 时，此时LCD页面 时 静止的，因为 不会进入里面 的if语句，while相当于空内容。当你按下相应功能按键，比如 KEY0,变量node变为2，进入if：先将 node置0。然后调用 display，更新显示，绘制波形，显示线和数值。图中红线 既是选定 的线。可按KEY2和 KEY0移动，move表示移动的大小。其他mode差不多 是一样的情况。



7.实测效果
用信号发生器产生10Hz的峰峰值为2.8V的正弦波形(因为没搞采集负电压所以需要将低电平调为0):





5Hz1.5V方波：





2Hz三角波1V






总结
这个代码我也只是测了几组，不知道还有没有问题，有的话欢迎大家指出。 然后误差也有，这跟32采集的精准度以及对他的处理还有我设置的分辨率都有关系，再者这里是将采集的两个点直接连线连起来，所以图形也会有误差。不过这个代码可改进的 方面有很多，例如用DMA传输，改变触发采集 时间（应该只要保证采样时间小于触发时间就行） 等等 。