ScopeMCU
Oscilloscope for MCU
MCU: STM32F103C8Tx
需配合ScopeGUI使用
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