基于STM32和μC／OS-II的嵌入式數(shù)字示波器設(shè)計(jì)

A/D轉(zhuǎn)換器ADS830的采樣時(shí)鐘是STM32通過內(nèi)部定時(shí)而得到的，當(dāng)頻率過高時(shí)不太穩(wěn)定，同時(shí)其輸出的高電平是3.3V，而ADS830要求的時(shí)鐘高電平是5V，所以中間加入74HC08與門電路來整形和穩(wěn)定時(shí)鐘信號(hào)。

1.5 液晶顯示電路設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中選用的是320×240點(diǎn)陣的3.2時(shí)真彩色液晶顯示屏(也叫TFT彩屏)，其內(nèi)置SSD1289控制器，能實(shí)現(xiàn)262k種顏色的顯示。由于本系統(tǒng)的微處理器是STM32，其內(nèi)部帶有FSMC(可變靜態(tài)存儲(chǔ)控制器)這一新型的存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)，在外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，能快速刷新該TFT彩屏，所以，在這里，微處理器與液晶的連接方式接成FSMC模式，16個(gè)并行數(shù)據(jù)端口相連，5個(gè)控制端口用于驅(qū)動(dòng)液晶，如此的FSMC驅(qū)動(dòng)模式可使得微處理器STM32能夠快速地刷新要顯示的波形和相關(guān)顯示數(shù)據(jù)。

1.6 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II，該系統(tǒng)的移植是應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。通過μC/OS—II內(nèi)核的任務(wù)調(diào)度，可以解決一般軟件設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的可維護(hù)性差和編程復(fù)雜等問題。

2 實(shí)驗(yàn)測試及數(shù)據(jù)分析

在實(shí)驗(yàn)室對(duì)研制的設(shè)計(jì)實(shí)物進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)。由于STM32處理數(shù)據(jù)的能力比較有限，加之一般應(yīng)用中波形存儲(chǔ)和頻率分析用處不大，所以在這里，系統(tǒng)并沒有做這兩個(gè)部分的功能實(shí)現(xiàn)。雖然系統(tǒng)所用的ADS830的最高采樣頻率可達(dá)60MHz，然而，其時(shí)鐘信號(hào)是STM32的定時(shí)器產(chǎn)生的，最高只能輸出12MHz，所以這里設(shè)計(jì)的最高實(shí)時(shí)采樣率為12MHz，然而，由于程序中加入了內(nèi)插算法，所以最高輸入信號(hào)的頻率仍然可以高達(dá)1MHz，基本可以滿足一般應(yīng)用需求。

3 結(jié)束語

本文采用STM32高性能ARM處理器作為主控芯片并移植實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS—II系統(tǒng)，滿足TFT彩色波形顯示。并且通過采用高速A/D轉(zhuǎn)換器和FIFO器件，實(shí)現(xiàn)了高采樣率和寬頻帶的設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)思路正確，性能參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。