黑客松参赛作品集 | 基于STM32H7的综合测试平台

项目名称：基于STM32H7的综合测试平台
项目主题：人机界面（GUI）
* G0 S7 x3 j' W! F1 j开发团队：RS团队
项目简介：本作品的主题为基于STM32H7的综合测试平台。
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目前，嵌入式行业的发展涌现出了越来越多的开发者，这些开发者们大部分属于DIY爱好者，而这些爱好者往往囊中羞涩，无力购买价值数千元的测试仪器。因此，此处便诞生了个低成本搭建测试仪器的想法，方便爱好者们的开发和创作等，因此便构造出了这个设计。


本作品是一个综合测试平台，集成了示波器功能和函数发生器功能，方便用户在开发过程中快速的通过本产品对实际电路进行参数的测量和调试，此外本作品也由此展现了STM32H7系列强大的模拟外设和数据处理能力。

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6 z/ T: T8 p  K3 A% J2 M
8 r7 _9 H( C! y& e  p软硬件框图：

功    能
" `5 m  Z, ^; `3 K支持单通道或双通道ADC采样，采样速度可达到10Mhz(1CH)或5Mhz(2CH)，分辨率为12bit，ADC采样的输入范围为0-3.3V
可通过按键修改ADC的采样频率，可从200Khz以1-2-5步进的方式直到10Mhz。
可关闭任意波形通道，且可以缩放波形大小，方便观察波形。
9 r) |) R8 f( D; u双通道支持两种触发模式：上升沿，下降沿，且支持修改触发通道，电平，支持触摸修改触发高度或按键快速设置1/4电平触发。
" r8 e5 i7 N3 T, d5 q/ m; I* f; U2 Z支持自动计算功能,程序每次采样后会自动计算波形的参数并显示在绘图区下方,其支持自动计算的参数包括:电压最大值，最小值，频率，平均值，有效值(RMS)，占空比。
支持调节波形位置,可通过触摸调节波形的相对位置,方便对波形进行比较。
( S3 S2 Z4 F& M7 p) s支持FFT计算功能，FFT库基于CMSIS的浮点运算库，调用STM32H7的FPU来进行对任意通道的4096点FFT，运算时间不到10ms，并可将FFT的运算结果显示到屏幕上。
  x- o0 b3 m2 e9 r  K

支持单通道的DAC输出,可输出频率高达200Khz的波形，DAC更新速度达到了6.4Mhz。
可以生成正弦波,方波,三角波/锯齿波,直流,噪声等波形
7 Z- S0 F% w% k2 r1 F1 m; c4 [输出频率可调，可从100hz以1-2-5步进的方式直到200Khz
+ T- O# g" n( n可修改占空比，三角波可通过修改占空比的方式成为锯齿波
可修改波幅和垂直电压高度，动态修改输出波形

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实现了多层次的UI菜单绘制以及波形绘制，并利用图形加速器来加速图形的绘制，使得示波器的刷新率可以达到120hz以上。

* }' a9 I" @3 S: f( ~0 y8 L5 W
$ R' y; |7 U/ d2 w3 V9 D" p8 P# w1 R可通过按键实时将波形数据通过基于STLINK-V3的虚拟串口上传到上位机中，从而获取波形参数并用于进一步的数据分析，默认波特率921600bps。


可以通过按下按键实现对示波器内容的暂停以及修改主题等操作。
6 s' l) Y3 J2 ]/ J: J: {
" J* T( p! `. ^: c" w/ s软件框架图
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实物图
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主题为:偶像，这个为通道 1 采集 DAC 测试，因为用了杜邦线通道 2 略微有点干扰，可见通道 1 的参数基本与左上角的参数一致。

FFT展示，方波质量不佳是因为用的廉价信号源，可见FFT计算结果最大频率分量为n*f(ch1)处，满足理论结果。


使用方法
ARDUINO的PA2接口为通道1，PA3为通道2，STMOD的AN(13)接口为DAC输出，用杜邦线连接上就可以进行回环测试来对DAC进行采样了，也可以连接串口，通过串口上位机来获取使用说明。
- L/ z5 G+ y7 E6 t: e! @& _: P图片
/ J6 q0 q, F! I$ a/ ~8 b" e由于疫情原因，STM32取消了黑客松线下决赛，但是仍然有一些优秀队伍完成了他们的作品。点击文末左下角阅读原文查看作品详情及更多黑客松作品。