#第二届立创大赛#参赛作品《基于STM32/FPGA虚拟示波器/信号源/扫频/频谱仪》

一、作品简介

例如，可以包括但不局限于以下内容：

1.作品的整机外观图片或焊接组装好的PCBA图片；加了一个亚克力外壳，简单的装着

 

 

2.作品的研究背景、目的和功能、市场应用前景；

    电子初学者，学生，以及很多电子爱好者而言，示波器是常用工具，但是却相当昂贵，好的上万，一般的也要几千，这让很多电子爱好者望而却步，尤其是学生。基于此就有了做数字虚拟示波器的想法！虚拟示波器硬件少，主要通过电脑端计算显示波形，省去大部分成本。

 

3.作品在创新性、趣味性、实用性甚至公益性方面，有哪些亮点可体现？

1、发挥了单片机的多功能，USB即可插上电脑使用，

2、切换模式使用蓝牙串口连接手机，可以移动着使用，手机显示器可以拿来拿去

3、在参数范围内的使用还是足够的，毕竟直观性的看到一些信号，价格不贵，还是很好的

二、系统构架图

用流程图或思维导图等形式，描述您的作品的组成构架，即方案图。

下图为虚拟示波器/信号发生器的硬件框图。系统主控制器为STM32单片机，FPGA主要做高速数据采集。

图中上半部分为虚拟示波器功能，待测信号首先经过放大衰减电路和电位平移电路处理，使得信号在AD采集范围之内。

FPGA内部开辟一块FIFO用于缓存高速AD采集到的数据，然后再根据触发条件将需要的数据发送给STM32单片机，单片机再将数据通过USB上传给电脑或者通过蓝牙发送给手机，最后电脑或者手机将收到的数据绘制成波形显示出来，实现示波器功能。

图中下半部分为信号发生器功能。首先在电脑或者手机上选择要产生的波形，然后将波形发送到STM32单片机，然后单片机再将数据写入FPGA数据ROM表中。最后FPGA按照一定的频率把数据表中的数据发送给告诉DA，由DA产生模拟信号，信号再经过低通滤波器和放大/衰减后输出，就产生了我们需要的波形。

上位机将收到的波形数据做FFT变换，生成波形频谱，然后绘制变换后的图像，因此就多了一个频谱仪功能。

将信号源于示波器同时接入电路中，上位机再控制信号源产生频率可变的扫频信号，同时用示波器测量电路输出对应的幅度变化，绘制成幅频曲线，因此就多了一个扫频仪功能。

 

三、硬件部分的描述

1.附上原理图&PCB实物图的图片或者源文件（官方建议大家尽量用源文件上传），如果是图片，请确保图片是清晰可辨的；

 

 原理图图片不太清晰，可以下载附件源文件查看。oscsch.pdf (下载次数：3246)  AOK_OSC_SCH.rar (下载次数：2415)  原理图是AD画的。

 

 

 PCB图终于画完啦。。。。。AOK_OSC_PCB.rar (下载次数：2457)  

 大家可以下载来玩哦。PCB是PDS9.5画的。

 

2.用文字把该作品的实现原理、系统的工作过程大致讲解一下。

        首先经过放大衰减电路和电位平移电路对输入信号处理，使得信号在AD采集范围之内。FPGA内部开辟一块FIFO用于缓存高速AD采集到的数据，然后再根据触发条件将需要的数据发送给STM32单片机，单片机再将数据通过USB上传给电脑或者通过蓝牙发送给手机，最后电脑或者手机将收到的数据绘制成波形显示出来，实现示波器功能。

 

四、材料清单（BOM列表)

列出您这个作品所用到的主要器件（关键器件即可），比如单片机&ARM芯片、专用集成芯片(ASIC)、传感器、功能模块等。

如果所列出的芯片是来自我们立创商城上的，最好能写出该器件的商品编号或附上对应购买链接。

 

主要芯片模块	功能	封装	链接
STM32F103C8T6	主控制器	LQFP48	http://www.szlcsc.com/product/details_9243.html
EP1C3T100	FPGA做FIFO缓存数据采集	LQFP100	http://www.szlcsc.com/product/details_40715.html
ADS830E	AD转换器	SSOP20
OPA2356	运放	SOP8
EPCS1	存储器	SOP8	http://www.szlcsc.com/product/details_10581.html
HC05模块	蓝牙模块

其他元件（阻容）BOM下载：AOK_OSC_BOM.rar (下载次数：1683)  

 

五、软件部分的描述（选填）

如果您的作品涉及到软件，请列出作品对应的软件工作流程图，及关键部分的例程、源码（如果您想开源的话请上传全部源码）。

上位机软件采用VB编写，示波器通过USB连接电脑。

    示波器界面：

  

    信号源界面：

   

    频谱仪界面：

     

    扫评议界面：

     

   安卓版 APP 示波器可以通过蓝牙连接手机，用手机测量信号，外出测量妥妥的。

     

 

    此处附上上位机软件供大家下载测试。上位机及APP.rar (下载次数：2800)  上位机及APP最新版.rar (下载次数：2078)  

 

 

六、作品演示

请上传您的作品的功能演示到腾讯视频，并编辑到本楼（或附上视频链接）。按要求上传视频可获得5分，具体详见活动规则。

 

第二届立创商城电子制作节参赛《基于STM32虚拟示波器》_腾讯视频  https://v.qq.com/x/page/o0538icr5g6.html

 

视频里面用一根杜邦线，手拿的测试功能，按道理需要用探头，大家可以看看啦

 

   

七、总结

例如您在完成该作品过程中的一些体会、碰到的技术问题或调试经验、作品的未来规划，及对我们主办方的建议和意见等。

1、主要涉及USB 电脑和单片机，单片机和FPGA，以及前端的模拟部分的运放

2、FPGA有些不良品，怀疑是静电导致某些引脚坏了

3、总体来说是焊接问题，调试的时候基本就是这些。有的电脑由于是精简系统，所以驱动装不成功。WIN10默认自动驱动很厉害

 

 

更多项目详情见链接：http://club.szlcsc.com/article/details_6386_1.html

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