ScopeMCU

Oscilloscope for MCU

MCU: STM32F103C8Tx

需配合ScopeGUI使用

截图说明见wiki

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Introduction

用最少的硬件成本，做一个实用的虚拟示波器。

这是硬件部分，基于STM32最小系统，不使用任何片外外设。 可以方便地移植到其他硬件（只需要ADC、定时器、串口/USB即可）。 采样率和采样深度等参数取决于芯片性能。

Features

• Timer触发ADC+DMA 精确采样
• ADC数值已校准（使用内部基准电压）
• 采样率无级可调 最高采样率1Msps
• 采样深度可调 当前6144(1024*6)点
• 内置自测信号（1kHz方波）
• 多种触发方式（自动、正常、单次）
• FFT频谱分析（上位机实现）
• USB CDC 高速数据传输

注:

• 未设计前端运放电路，只用于采集0~3.3V信号。
• 为了采样精度和校准，当前最高采样率: 70ksps

IO Map

必需

| 管脚 | 作用 | | :---- | :---- | PA0 | ADC通道 PA11 | USB DM USB接口 PA12 | USB DP USB接口

可选

| 管脚 | 作用 | | :---- | :---- | PC13 | LED指示灯 采样过程为低电平 PA8 | 1kHz方波信号 用于自测 PA9 | USART1 TX 调试串口 PA10 | USART1 RX 调试串口

移植

设计上把可移植性作为重要目标，可以很方便地移植到其他单片机、Arduino、DSP等硬件。

只需硬件提供指定功能实现函数即可，具体见ScopeCore中public方法的注释或移植步骤。

注:

• 需要C++11支持，推荐使用arm-none-eabi编译器和cmake构建，已在Windows、macOS、Ubuntu下测试通过。
• 为了方便软件设计和数据解析，直接打包结构体作为消息单元。注意要和上位机保持一致的字节序（arm、x86、arduino均为小端模式）。

移植步骤

• 初始化scope

    // 在全局初始化
    static const size_t MaxSn = 1024 * 6;   // 取决于RAM大小
    static uint8_t Buffer[Message::CalcBytes(MaxSn)];
    static ScopeMCU scopeMcu(MaxSn, Buffer);
    ...

    scopeMcu.setVolLimits(0, 3300);
    scopeMcu.setFsLimits(1, 10000);
    scopeMcu.setMcuImpl(
            {
                    .sendData = [](uint8_t* data, size_t size) {
                        // 用串口发送数据
                    },
                    .startADC = []{
                        // 开始采样
                    },
                    .stopADC = []{
                        // 停止采样
                    },
                    .setSampleFs = [](uint32_t fs) {
                        // 设置采样率 返回实际的采样率
                    },
                    .onSampling = [](bool sampling) {
                        // 可用来控制指示灯状态
                    },
            });

• 当收到串口数据

    scopeMcu.onRead(data, size);

• 当一次ADC转换完成

    scopeMcu.onADC(vol);

注：

• startADC之前不要触发onADC

DevelopTools

• STM32CubeMX
• arm-none-eabi-gcc
• CLion(CMake)
• OpenOCD
• ST-LINK

Install Requirements(for macOS)

• config OpenOCD and ST-LINK

brew install openocd
brew install stlink
brew cask install gcc-arm-embedded

Usage

• blog

Links

• arm-none-eabi-gcc