基于STM32的嵌入式数字示波器设计

围是10kSa/s～60MSa/s。它的参考电压源可选择为内部参考和外部参考，这里为了简化设计，选用它的内部参考电压源。

虽然STM32主频最高高达72MHz，但是在程序里对A/D转换器采集回来的数据的处理速度实际上是比不上ADS830的60MHz采样频率的，所以为了缓冲高速数据，中间加入高速缓存器IDT7204。IDT7204是双口的SRAM，FIFO存储器，工作方式是不依靠地址线，随着写入或读取信号来对数据指针进行递加或递减，来实现对数据的寻址。IDT7204的存储深度是4K字节，有三个存储标志，这里用到了它的“数据满标志FF”，当微处理器STM32读取FF标志，如果为低电平，证明FIFO存储器已经读取了4096个ADS830的数据，然后暂停对A/D转换器数据的读取。微处理器STM32处理当前存储区的数据;等待出来完毕，再次让IDT7204读取ADS830的数据，如此循环即可得到当前示波器输入信号的完整波形数据。

A/D转换器ADS830的采样时钟是STM32通过内部定时而得到的，当频率过高时不太稳定，同时其输出的高电平是3.3V，而ADS830要求的时钟高电平是5V，所以中间加入74HC08与门电路来整形和稳定时钟信号。

1.5 液晶显示电路设计

在本设计中选用的是320×240点阵的3.2时真彩色液晶显示屏(也叫TFT彩屏)，其内置SSD1289控制器，能实现262k种颜色的显示。由于本系统的微处理器是STM32，其内部带有FSMC(可变静态存储控制器)这一新型的存储器扩展技术，在外部存储器扩展方面具有独特的优势，能快速刷新该TFT彩屏，所以，在这里，微处理器与液晶的连接方式接成FSMC模式，16个并行数据端口相连，5个控制端口用于驱动液晶，如此的FSMC驱动模式可使得微处理器STM32能够快速地刷新要显示的波形和相关显示数据。

1.6 软件设计

系统采用实时操作系统μC/OS-II，该系统的移植是应用程序设计的基础。通过μC/OS—II内核的任务调度，可以解决一般软件设计中出现的可维护性差和编程复杂等问题。

2 实验测试及数据分析

在实验室对研制的设计实物进行测试实验。由于STM32处理数据的能力比较有限，加之一般应用中波形存储和频率分析用处不大，所以在这里，系统并没有做这两个部分的功能实现。虽然系统所用的ADS830的最高采样频率可达60MHz，然而，其时钟信号是STM32的定时器产生的，最高只能输出12MHz，所以这里设计的最高实时采样率为12MHz，然而，由于程序中加入了内插算法，所以最高输入信号的频率仍然可以高达1MHz，基本可以满足一般应用需求。

3 结束语

本文采用STM32高性能ARM处理器作为主控芯片并移植实时操作系统μC/OS—II系统，满足TFT彩色波形显示。并且通过采用高速A/D转换器和FIFO器件，实现了高采样率和宽频带的设计要求。实验结果表明设计思路正确，性能参数达到设计要求。