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【视频】参赛作品《基于STM32/FPGA虚拟示波器/信号源/扫频/频谱仪》
西城岛V3
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发表于2017-06-06 21:13:16 | 显示全部楼层
1# 电梯直达



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

 点击查看大图



 


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 AOK_OSC_SCH.rar 原理图是AD画的。

 


 PCB图终于画完啦。。。。。AOK_OSC_PCB.rar 

 大家可以下载来玩哦。PCB是PDS9.5画的。

 点击查看大图

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 


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 上位机及APP最新版.rar 



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

BH3SAP
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发表于2017-10-11 16:42:10   |  显示全部楼层
45#
楼主,这个扫频仪频率可以到多少?多少精度

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