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基于STM32的简易数字示波器
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简介
一款基于STM32的简易示波器，用于检测和显示波形，还可以输出频率占空比可调的PWM方波
简介：一款基于STM32的简易示波器，用于检测和显示波形，还可以输出频率占空比可调的PWM方波开源协议
：Public Domain
(未经作者授权，禁止转载)创建时间：2024-03-04 21:56:25更新时间：2024-03-20 10:12:57
描述
数字示波器是一种用于显示电信号波形的仪器，主要由模拟前端处理电路、单片机电路、电源电路、控制电路、触发电路、校准电路等电路组成。
本次训练营采用GD32为主控（可以和STM32F103C8T6完全兼容），来进行对信号的dac采样和输出。
1.电源模块
我采用3.7V锂电池和TypeC来供电，通过电源切换电路来进行对TypeC和锂电池供电切换，然后经过PW5100芯片对电压进行升压，再给其他元件供电，
锂电池充电电路通过TP4056进行对电池充电，其中有两个指示灯来对电池电量检测，充电完成绿灯亮，正在充电红灯亮。
负压产生电路
除了电源输入电路为，为保障运算放大器对于负电压的测量性能，使用了XD7660负压产生电路得到一个 负电压，该芯片外围电路简单，只需要两个电容和一个二极管即可工作，理论上输入电压为+5V，也可以输出一个-5V的电压，由于芯片内部存在一定压降及转换效率，实际测量负电压为-4.3V左右，也能满足运算放大器的要求。
2.模拟前端处理电路
包括输入交直流耦合切换电路、输入信号衰减电路、以及信号调理电路。
交直流耦合切换电路：通过一个100nF电容来阻隔直流分量，频率越高电容选择应该越小，这里100nF足够了，关于电容选择可以查看相关资料。
信号衰减电路：在测量高压时，板子难以承受，所以需要对电压进行衰减，这里对电压进行1/50衰减，可以算出低压档可以测-1.6~+5V，高压档可以测-80V~+250V，这里因为没有保护，所以最好别测量高压，注意安全。也可以自己更换电阻改变衰减倍数。
信号调理电路：这里涉及模电相关知识，可用“虚短，虚断”进行分析。后面跟一个电压跟随器（阻抗匹配）和比例放大电路，得到Vo=（5-Vin）/2；
3.比较器测频电路：
将ADC输入信号通过一个滞回比较器对输入信号进行比较，实现频率的测量功能。
为了增强电路的抗干扰能力，在单限比较器的基础上引入了正反馈，保障了在一定范围内信号的稳定性。通过滞回比较器电路后输出一个方波信号，使用单片机的定时器捕获功能计算出输入波形的周期大小。
4，旋转编码器电路
旋转编码器属于一种特殊的按键，该项目使用的EC11旋转编码器有五个引脚，其中DE两个引脚类似于普通按键引脚，按下导通，松手断开，其余ABC三个引脚用于检测旋钮的转动方向，C脚为公共端，直接接地就行。
在旋转编码器时，A和B两个信号引脚存在相位差，也就是有一个引脚信号变化后另一个引脚信号再跟着变化，即两个引脚不同时变化，通过检测哪个引脚先变就能判断是正转还是反转功能。
其余电路较为简单，这里不做过多介绍。
接下来看看实物成品图
经过测量，测量方波带宽可以到30~50KHz，也是一个不错的测量工具。
可以通过视频观看效果
GD32和STM32源码和HEX文件，BIN文件都放在下面了，GD32如果烧录HEX文件时软件闪退可以换BIN文件试试。STM32串口烧录可以用FLYMCU烧录
设计图
未生成预览图，请在编辑器重新保存一次BOM
暂无BOM
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