基于STM32H750的DSO和DDS - 嘉立创EDA开源硬件平台

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1、简单易用,可快速上手

2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模

3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

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1、全新的交互和界面

2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

3、更严谨的设计约束,更规范的流程

4、面向企业、更专业的用户

专业版 基于STM32H750的DSO和DDS

简介:将MCU与示波器和DDS模拟前端,电源等集成到一起,并加上TF卡、WIFI和蓝牙等

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

已参加:仪器仪表训练营

创建时间: 2023-10-12 15:20:01
更新时间: 2023-11-30 14:28:06
描述
# 基于STM32H750的简易示波器和信号发生器 ## 前言 本人之前一直想做一个简易示波器,完整的学习下示波器的软硬件制作流程,上个月有幸看到立创举办了这个训练营,一时激动,参加了。 虽然后面因为工作繁忙,没能自己重头写一下软件设计,但在硬件设计上已是收获满满。在此立个FLAG,一定要自己完成一遍示波器的软件设计。 ## 硬件电路 因为是简易示波器,所有此次训练营的案例只是一个小范围信号输入检测。在硬件电路上极大地简化了。但我相信能够对此次的硬件电路深入理解,举一反三,定能丰富我们的电路知识。 ![](./pic/电源2.png) ![电源2.png](//image.lceda.cn/pullimage/I22L6wyaCS7Xv5RuEHfgvAIttU4QTkmCA4bhdvfo.png) 运放部分的正负电源由这部分提供。 其中MT3608的BOOST电路我们都清楚,但是加上两个二极管和两个电容后竟然产生了一个负压,这就显得比较高级了。目前这样太乱,因此将电路简化一下。得到下面的电路 ![](./pic/电源1.png) ![电源1.png](//image.lceda.cn/pullimage/jSZ4JUh2EKbpPSYwgE0yfZ3xlEItOZrgXb15gTue.png) 左边的框是BOOST部分的简化,这里不做分析。让我们来看右边框的电路。因为左边部分的开关高速的开关,让C92左侧的电源变成了一个脉冲信号。当信号从低往高时,C92电容充电,左+右-,当信号从高往低时,C92左侧变为0伏,但电容两侧压差不能突变,导致他右侧的电压变为-V,这样就让电流经GND->C91->D6->C92->GND。最终效果就是D6正端电压为一个比-V稍微高一点的负电压。 后面我到网上查找相应资料时,发现右侧框图的结构就是典型的电荷泵电路,能量的传递靠的都是电容的压差。因为一般能够提供的电流都比较小,大概几十毫安。一般都是作为简易的运放供电使用。 ![](./pic/电源3.png) ![电源3.png](//image.lceda.cn/pullimage/4FOqjUcPqsbHJDm1OkvBLfmNAlvmVUg0G8AptMlU.png) 这是我系统的3.3V电源,将开关电源和LDO都整上了。实际焊接时我只焊了开关电源。 ![](./pic/继电器.png) ![继电器.png](//image.lceda.cn/pullimage/aaeIQkDZUpUsAqZxmQV7WaFf774ZOuFKKhf8ickL.png) 信号继电器供电我初版是只做了跳线到3.3V,但我买的信号继电器是5V供电规格的,大意了。所以这里加上了两路电源选择。 ![](./pic/dso.png) ![dso.png](//image.lceda.cn/pullimage/H9AyJHV3nYJt3FTzkj3SDhwHFOZgdjJKOlMtYPQn.png) 示波器模拟前端部分官方案例说的很清楚了,就是衰减、增益、直流偏置和比较器触发。 目前STM32H750VBT6的芯片只要20左右,所以我选择不外借开发板,直接将芯片集成上去。同时,考虑到DSO、DDS、LCD、按键、继电器这些加起来也没用多少引脚。剩下的引脚要是不利用起来就浪费了。同时增加他的可玩性。 ![](./pic/引脚.png) ![引脚.png](//image.lceda.cn/pullimage/8T4PdbGtPlolO6sweRafvhTgBW1BGAwPMbKCDaHS.png) 所以在板子上增加了一些外设,例如TF卡,可以扩展波形截图的功能;QSPI,外扩FLASH;KT6368A蓝牙和ESP8266WIFI,增加远程控制和显示。还剩下的引脚我选择了适配模块最多的树莓派扩展接口,能够方便的直插各种模块。 ## 软件 为了方便布局布线,我将一些接口的引脚修改了,以下是修改后的接口引脚。 ![](./pic/IO1.png) ![IO1.png](//image.lceda.cn/pullimage/OhKyXDe5OrpJpSY0yuH1Uvu1VMl2OqvmDZb9j9QO.png) 普通IO只要修改引脚就行,需要注意的是修改SPI时,SPI传输中断极其DMA传输中断的优先级不能过高,不然会出现卡死的情况。 关于SD保存波形,我是打算将波形保存为BMP图片,如下是在开始时所截的图。 ![](./pic/WAVE1.BMP) ![WAVE1.BMP](//image.lceda.cn/pullimage/ChYUptxkH20GJXLPGqafK5p0SVBArjEsHqKVLFRv.bmp) 但是我在运行时进行截图,发现会卡死,目前猜测是TF卡写入和读取使用的阻塞方式,频繁被ADC中断打断,后续会换成DMA方式再做尝试。目前该功能还没完成。 ![](./pic/波形.jpg) ![波形.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/9RGVWDddUDzW0dTV6BHZuFL9sBIkwr2LwjaDl66w.jpeg) ![](./pic/背面.jpg) ![背面.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/On14Mk6jhVRAfAI5ayVFxcL76rhDzIrg9BZ0pLq9.jpeg) 右下方的飞线是前面说的继电器电源问题(已经在PCB中修改),左上角的飞线是因为我所选购的3225封装的晶振不能让蓝牙芯片工作,于是飞了附带的2脚晶振作为测试。后面有通过蓝牙的透传串口将ADC DMA缓冲数据上传到VOFA+显示的视频。 ![VOFA+.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/mO8mjg9rs1IoPZw9D5PIjBzfBrvm8i35wTGd9ght.jpeg) ESP8266还未焊接,因为对于网络相关的操作和知识我还在学习中,待我学会后将这块补全,做出好玩的功能。 目前大概就是这样,忙中偷闲参加这次训练营的进度。 代码在github,感兴趣可以关注下,后续的新功能做出来了的话会更新(如果有空的话)。[https://github.com/starry-m/H750_ADCDAC.git](https://github.com/starry-m/H750_ADCDAC.git) ## 后续计划与想法 |功能|完成情况| |-|-| |屏幕截图|待完成| |上位机显示和控制(蓝牙)|待完成| |USB模拟U盘升级固件|待完成| |WIFI控制|待完成| 虽然离自己完整制作一个示波器的目标还有很远,但这次训练营实践让我走了一遍硬件电路的设计和绘制,也不错了。 ## 问题记录 下载器下载后可以运行,但是复位上电后屏幕不能显示 解决;应该是启动时电源不稳定,延时1s启动,则正常显示。
设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
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2

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3

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