【分享】 秦家晖+郭槟豪 简易示波器

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一、 作品简介

本项目是一款基于 STM32F407 微控制器的简易数字信号分析仪。系统利用 STM32 内部的高速 ADC 模块对外部模拟信号进行实时采集，并通过算法对信号的电压峰峰值 (Vpp) 和频率进行精确计算。最终，系统通过串口通信将采集到的实时波形曲线及测量数据发送至迪文智能串口屏进行人机交互显示。

二、 工作原理
[size=1.25em]1.信号采集 ：外部模拟信号输入至 STM32F407 的 ADC 引脚。利用 STM32 内部的高速 ADC (模数转换器) 将模拟电压转换为 12 位的数字量 (0~4095)。
2.[size=1.25em]数据处理：1）电压计算： 遍历缓冲区数据，找出最大值和最小值，计算差值并转换为实际电压值，得到峰峰值 (Vpp)。   2）频率测量：采用了过零检测法 ，利用算法动态计算信号的直流偏置，通过统计单位时间内信号穿越中点的次数及对应的时间差，结合采样率 (Fs=50kHz)，精确计算出信号频率。3）利用 STM32 的 串口与迪文屏串口连接通信。将处理好的电压值、频率值通过82指令发送至屏幕指定寄存器地址显示频率和电压数据胡以及曲线。
[size=1.25em]三、 设计思路
[size=1.25em]本设计以 STM32F4 为核心，采用 Timer+ADC+DMA 架构实现 50kHz 的高速独立采样，确保波形数据连续完整且不占用 CPU 资源；软件算法摒弃了受频率分辨率限制的 FFT，创新应用带防抖死区的过零检测法，通过动态捕捉波形周期跨度精确计算频率，有效解决了噪声误判问题；最终将处理后的电压、频率及波形数据通过串口实时发送至迪文屏，实现了集采集、分析、显示于一体的便携式数字示波器方案。

演示视频：【简易示波器】链接: https://pan.baidu.com/s/1bVV7yOQW_vlmZ-e7U5if_Q?pwd=af8x 提取码: af8x