【分享】李宇翔 王季哲 基于stm32和迪文屏T5L的数字示波器

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一、作品简介

本作品设计并实现了一款基于STM32F103C8T6微控制器与迪文屏T5L的简易数字示波器。系统以STM32F103C8T6为核心，负责接收外部函数信号发生器输出的波形信号，通过片内ADC进行数据采集，并利用软件算法测量波形的峰峰值电压（VPP）与频率。处理后的波形数据及参数结果通过串口（PB6、PB7引脚）发送至迪文屏T5L进行显示。迪文屏采用DGUS软件进行界面开发，配置了动态曲线控件与数据变量控件，能够实时绘制输入波形，并动态刷新VPP与频率数值。

此外，迪文屏还设计了开机动画、主菜单、亮度调节及作品介绍等多个交互界面，用户可通过触控在不同功能页面间切换。

性能指标：可测量3-20vpp、1kHz-60kHz的波形。

二、工作原理

1、信号采集

函数信号发生器输出的波形信号，先经过信号调理电路（分压、钳位、跟随）进行预处理，使其适配STM32的ADC输入范围。

2、数据处理

STM32F103C8T6通过ADC + DMA方式对信号进行高速采样，由软件计算得到VPP（峰峰值电压）和频率（采用周期法或计数法测量）。

stm32的12位ADC采样，再由DMA将采集数据搬运到数组中。

电压测量：ADC转电压、二次电压变换、统计最大值和最小值、统计最大值和最小值、峰峰值计算。

频率测量：寻找信号动态范围、计算中值电平、检测上升沿穿越、频率计算。

3、数据通信

将计算得到的波形点数据、VPP、频率值按照自定义串口通信协议打包，通过 PB6、PB7 串口引脚发送给迪文屏T5L。

4、显示交互

迪文屏T5L通过DGUS软件配置的动态曲线控件和数据变量控件，包括动态绘制实时波形、显示VPP和频率数值、支持用户触控切换界面（开机动画 → 主菜单 → 波形显示 / 亮度调节 / 作品介绍）。

三、设计思路

本作品基于立创开源广场上的开源简易数字示波器项目设计，在开源项目的基础上加入了串口通信、迪文屏写动态曲线、迪文屏写字等功能以实现与迪文屏的通信。

本设计以STM32F103C8T6为主控芯片，其外围电路主要包括信号调理电路、串口通信电路及电源电路。

由于STM32内部ADC的输入电压范围为0~3.3V，而外部信号源输出的波形可能存在负电压或超过3.3V的幅值，因此需要在ADC采样前加入信号调理电路。STM32与迪文屏之间通过串口进行通信，使用PB6（USART1_TX）和PB7（USART1_RX）引脚。由于两者均为TTL电平，可直接连接，无需电平转换芯片。

本设计的PCB基于立创开源广场的开源项目进行修改，去除了原来的显示屏，将连接他的接口用来连接迪文屏。最终实现了从单片机接收信号，然后传输到迪文屏显示的过程。

四、视频链接:https://www.bilibili.com/video/BV1RFJ366EBP/