课程设计报告(格式).docx

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1、嵌入式课程设计报告课题：基于STM32的1ED流水灯班级:建智141姓名：余芳学号：3140351004同组成员：郑旭飞建智1413140351008李硕建智141林威建智141指导老师:摘要示波器是能在屏幕上以图形方式显示、观测被测信号随时间变化的仪器。它是一种最常用的电子测量/电工测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。而现在常用的是通过AD采样将电信号的强弱转化为数值，通过处理器中软件程序的处理，可以在液晶屏上显示出被测

2、信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。一、课题描述：简单的示波器包能显示低频的波形，如方波、三角波等波形，还可以通过看液晶屏上的坐标读出相应输入的信号的周期、幅值等。由于条件和能力有限，所以就做个能实现简单波形显示的简易示波器。示波器的程序设计虽然听起来很简单，只要通过AD转换采样得到数据，再通过液晶屏显示波形。但是实际上要实现简易示波器的功能的程序设计具有一定的难度，要多方面考虑多个问题，并找到比较合理的解决方法。通过本次设计，大致了解了基于STM32的程序设计过程，学习到了相应的知

3、识，在一定程度增长了自己的能力！简易示波器是利用STM32mini开发板为硬件基础，图形通过开发板自带2.8寸TFT显示，信号由Stm32内部adc转换得到，数据通过DMA传输，获得300个点，然后描点得到相应的坐标，最后将波形显示在液晶屏上，供使用者观察并读出想要的信息。最后把运算的结果显示在彩屏。最基本要求：波形显示，读出幅值和周期。二、课题分析a）、硬件要求处理器选择：STM32F103ZE,这款处理器具有512K的f1ash,64K的RAM,足够大的空间，内置AXD转换，可以让程序员的可以有更大的发挥空间，而不用为节省空间而上脑筋。图形显示：带触摸的液晶屏，2.8寸的TFT屏。J1in

4、k仿真器：使用J1inkV8仿真器，仿真器能够下载程序、在线仿真，便于程序编写与错误检查。b）、软件要求：固件库：STM32编程，可以使用固件库，ST公司提供STM32处理器的固件库，以方便程序员编程，缩短了项目的编程周期。图形软件：使用GU1嵌入式图形界面软件。GUI是个小型的图形软件，包括有基本的图形显示，还有许多图形控件，如：按钮，编辑框，窗口，滚动条等等，而我们的示波器的制作就要用到其中的编辑框和窗口2个控件。0、设计方案：程序流程：用ADC采样得到输入波形的相关数值，再通过DMA传输传送一个数组里。数组通过GUI描点显示在液晶屏上。界面设计：用开发板历程里画线的程序在液晶屏上画好相当

5、于方框格的界面，再通过局部扫屏保留界面中的线。说明功能：将要输入的波形用导线连接到开放板的带AD的10接口上，经过一系列的处理在液晶屏上显示相应的波形。如果输入波形的频率、幅值发生变化，那么液晶屏上的显示也会发生相应的变化。另外通过外部按键可以使液晶屏上的波形变化暂停。三、所使用到相关说明a）、STM32F103ZT6E简介：ARM32位COrteX-M3微处理器，72MHZ频率,512kBF1ash,64kBSRAM,灵活的静态存储器控制器存储器：SRAM,PSRAM,NOR和NANDF1aSh,P11,内置的RC正当频率为8MHz和32kHz,实时时钟,嵌套中断控制器，节电模式,JTAG和

6、SWD两种模式,4个同步16位计时器与输入捕获，输出比较和PWM波,2个16位的高级定时器,2个16位的基本定时器,2个16位的看门狗定时器,系统时钟定时器,3个SPI/I2S模块,2个I2C模块，5个USART模块，一个USB2.0全速接口,一个CAN2.0BActive,3个112位16通道A/D控制器,2个12位的D/A控制器，1个SD1o接口，快速的I/O口。b）、DMA介绍：DMA,全称为：DirectMemoryAccess,即直接存储器访问。DMA传输方式无需CPU直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程，通过硬件为RAM与I/O设备开辟一条直接传送数据的通路

7、，能使CPU的效率大为提高。直接存储器存取（DMA）用来提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。这就节省了CPU的资源来做其他操作。两个DMA控制器有12个通道（DMAI有7个通道，DMA2有5个通道），每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对存储器访问的请求。还有一个仲裁器来协调各个DMA请求的优先权。c）、GU1简介UCGUI是一种嵌入式应用中的图形支持系统。它设计用于为任何使用1CD图形显示的应用提供高效的独立于处理器及1CD控制器的图形用户接口，它适用单任务或是多任务系统环境，并适用于任意1CD控制器和CPU下任何尺寸的真实显示或虚拟显示。它的设计架构是模块化的，

8、由不同的模块中的不同层组成，由一个1CD驱动层来包含所有对1CD的具体图形操作。CGI可以在任何的CPU上运行，因为它是100%的标准C代码编写的。UCGU1能够适应大多数的使用黑白或彩色1CD的应用，它提供非常好的允许处理灰度的颜色管理。还提供一个可扩展的2D图形库及占用极少RAM的窗口管理体系。CGI的设计目标是为使用1CD作为图形显示装置的应用提供高效的/与1CD控制器独立及处理器独立的图形用户接口。它适合于单任务环境及多任务环境，如私用的操作系统或是商业的RTOS（实时操做系统。UCGUI以C源码形式提供，并适用于任意1CD控制器和CPU下任何尺寸的真实显示或虚拟显示。它包含以下特性：

9、1适用任何8/16/32位CPU,只要有相对应的标准C编译器.2任何的控制器的1CD显示器（单色,灰度,颜色），只要有适合的1CD驱动可用.3在小模式显示时无须1CD控制器.4所有接口支持使用宏进行配制.5显示尺寸可定制.6字符和位图可在1CD显示器上的任意起点显示,并不仅局限于偶数对齐的地址起点.7程序在大小和速度上都进行了优化.8编译时允许进行不同的优化.、9对于缓慢一些的1CD控制器，1CD显存可以映射到内存当中，从而减少访问次数到最小并达到更高的显示速度.10清晰的设计架构.11支持虚拟显示，虚拟显示可以比实际尺寸大（即放大）.四、代码分析主函数：intmain(void)设置变量初始

10、化延迟函数初始化中断初始化串口初始化ADC初始化1ED初始化图形界面俐始化按键u16i,j,k;de1ay_init(72);NVIC_Configuration();USARTUnit();ADC1Jnit();1EDnit();rtcjnit();GUUnit();KEYnit()；1abe1();*画出x,y坐标本/whi1e(1)SineWave();/本画出sin(x)函数*/for(i=0;i10;i+)for(j=0;j20;j+)GU1C1earRect(2115*j,1+20*i,34+15*j,19+20*i);/清屏k=KEY_Scan();/俵键暂停if(k!=O)(i

11、f(k!=0)SineWaveO;k=1;)Whi1e(IKEY-ScanQ);IDraW(*画出坐标系方格W)；*1abe1stheX&y-axis*/void1abe1(void)(intx,y;GU1SetPenSize(I);显示线的大小GU1CIearReC1(20,0,1CD_XSIZE-1,1CD_YSIZE-20);先清空，似乎不加也可以GU1DraWReCI(20,0,1CD.XSIZE-1,1CD.YSIZE-20);画出矩形GUI_SetFont(&GUI_Font6x8);设置默认字体/*画出X坐标*/for(x=0;X1CD_XS1ZE-20;x+=15)(intxP

12、os=x+20;/GU1DrawV1ine(xPos,(1CD_YSIZE-20),(1CD_YSIZE-14);画出垂直刻表if(xPos15-K10)/GUI-DispDecAt(xPos/15-1,xPos-2,228,1);显示数值)e1se/GU1DispDecAt(xPos/15-1,xPos-4,228,2);*画出y坐标*/for(y=0;y120;y+=20)明好科枝母院IZmejiancuniversityofSaEN5&techno1ogyintyPos=y+20;GUI_DrawH1ine(yPos,15,20);画出水平刻表if(yPos=120)(GU1DiSPCh

13、arAt(O,7,yPos-4);Ie1seGU1_GotoXY(2,yPos-4);GUI_DispSDec(-yPos/20+6),2);显示带上“+”J-yPos=240-y-20;GU1DraWH1ine(yPos,15,20);GUI_GotoXY(2,yPos-4);GU1DispSDec(-(yPos/20-6),2);)*Drawsthegraph*/voidDraw(void)1inti;GUI_SetBkCo1or(GUI_B1ACK);设置背景颜色为黑色GU1SetCok)r(GU1DARKGRAY);设置波形颜色/GU1C1earReCt(20,0,1CD_XSIZE-

14、1,1CD_YSIZE-20)：/隔屏/GU1DrawH1ine(KX),20,1CD_XSIZE-1);画出水平刻表/GU1DrawV1ined40,0,1CD_YSIZE-20);画出垂直刻表for(i=0;i200;i+=20)IintyPos=i+20;GU1DmWH1ine(yPos,20,1CD.XSIZE-1);画出水平刻表)for(i=15;i1CD,XS1ZE-20;i+=15)(intXPos=i+20;GU1DraWV1ine(XPos,0,1CD_YSIZE-20);画出垂直刻表)/*通过ADC获取电压值*/staticvoid_GetSineData(I16*paY,

15、intn)(inti;for(i=0;in;i+)f1oatS=(f1oat)ADC.ConvertedVa1ue4096*33;/读取转换的AD值明好科枝母院IZmejiancuniversityofSaEN5&techno1ogypaYi=-20*s;I信画波形函数*/voidSineWave(Void)(116pStart300;定义30。个点GU1SetCO1or(GU1YE11oW);/设置波形颜色黄色_GetSineData(pStart300);得到300个电压值GUI_DrawGraph(pStart,300,20,120);/率通过AD得到的300个点，描点画出波形)五、程序不足与分析程序中出现了很多不足在此重点指出一下几处为题：第一个问题：频率无法计算，如果要解决这个