波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)中國(guó)論文聯(lián)盟*編輯。

武漢東湖學(xué)院陳鵬、費(fèi)埜、何凱

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

關(guān)鍵字：STM32、波形采集、波形存儲(chǔ)、波形回放

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

一、系統(tǒng)方案

1.1題目要求及相關(guān)指標(biāo)分析

題目的要求是將待測(cè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ)，

...

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

并通過(guò)一般示波器將被測(cè)信號(hào)顯示出來(lái)。由于被測(cè)信號(hào)為模擬信號(hào)，存儲(chǔ)過(guò)程為數(shù)字方式，故應(yīng)當(dāng)將模擬信號(hào)進(jìn)行量化處理，然后存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，當(dāng)需要顯示的時(shí)候，從存儲(chǔ)器輸出數(shù)據(jù)并恢復(fù)為模擬信號(hào)，然后送往一般示波器進(jìn)行顯示。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是模擬信號(hào)的處理與采樣、數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)、系統(tǒng)的掌握三個(gè)方面。

1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)與框圖：

系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖如圖1-1所示。模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊（阻抗變換、固定衰減/放大、觸發(fā)電路）將模擬信號(hào)的幅值大小調(diào)理到高速AD的輸入范圍03.3V。同時(shí)，兩路信號(hào)經(jīng)比較器得到方波，送處理器STM32進(jìn)行測(cè)頻。處理器測(cè)得輸入信號(hào)頻率后掌握內(nèi)部AD以輸入信號(hào)頻率的80倍速率采樣。在STM32內(nèi)部增加波形存儲(chǔ)掌握模塊，當(dāng)滿意觸發(fā)條件時(shí)ARM對(duì)AD轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

圖1-1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖

圖1

圖1

圖1

...

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

存儲(chǔ)、顯示與掌握

...

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

STM32F103ZET6

比較器

比較器

A通道信號(hào)調(diào)理輸出

B通道信號(hào)調(diào)理輸出

...

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

內(nèi)部集成A\D

內(nèi)部集成D\A

鍵盤(pán)

顯示

...

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

...

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

二、理論分析與計(jì)算

2.1A/D采樣頻率選擇

采納內(nèi)部集成A/D，采樣頻率由輸入信號(hào)的頻率打算，在輸入信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)采集80個(gè)點(diǎn)，那么，通過(guò)式（2.1），可以求出采樣頻率，其中為信號(hào)頻率。A/D采樣由信號(hào)的上升沿觸發(fā)，采樣時(shí)間為一個(gè)信號(hào)周期，采樣時(shí)間間隔為信號(hào)周期除以采樣點(diǎn)（式2.2）。若采樣頻率過(guò)高，則處理器的處理速度不夠，若采樣頻率過(guò)低，則波形失真嚴(yán)峻。通過(guò)多次試驗(yàn)，發(fā)覺(jué)一個(gè)周期采集80個(gè)點(diǎn)可以符合要求。輸入信號(hào)經(jīng)比較器比較后轉(zhuǎn)換為方波，由STM32內(nèi)部定時(shí)器的外部輸入捕獲模式進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量?jī)蓚€(gè)上升沿之間的時(shí)間即為輸入信號(hào)的周期，并且上升沿觸發(fā)A/D采樣。

波形采集、存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

nbsp;（2.1）

（2.2）

2.2A/D位數(shù)選擇

題目要求原信號(hào)與回放信號(hào)峰峰值之差的肯定值小于等于10mV，那么AD的最小辨別率至少為10mV，AD的參考電壓為3.3V，那么AD位數(shù)至少為：

（2