[发明专利]基于STM32的太阳能便携式示波器

说明书

本发明公开了一种基于STM32的太阳能便携式示波器。包括供电电路、衰减电路、程控增益电路、检波电路、信号搬移电路、STM32电路、信号发生器、用户界面电路和蓝牙通信模块：太阳能电池供电电路与各模块电路电源相连，所述的衰减电路与外部信号输入端口、程控增益电路相连，程控增益电路与衰减电路、检波电路、STM32电路、信号搬移电路相连，检波电路与衰减电路、程控增益电路相连，信号搬移与程控增益电路、STM32电路相连，STM32电路与信号搬移电路、信号发生器、用户界面电路、蓝牙模块电路相连，信号发生器与STM32电路、检波电路相连；本发明能够对特殊信号的幅度、频率、频谱和幅频特性等参数的精准测量。

技术领域

本发明涉及的是对正弦波、方波、三角波和合成波等任意信号的基本波形、幅度和频率参数观测，还涉及对信号的频谱分析，外部器件的幅频特性曲线测试功能，以及手机端实时读取存储测量信号的参数。

背景技术

随着全球电子科学技术的飞速发展，电子电路设计日益成熟，信息传输方式更加快速、更加多样化，信号逐渐从高端技术人员的手里逐渐向普通学生、工人普及，由于信号处理方式不同，各种形状、频率和幅度的信号层出不穷，示波器作为观察信号的唯一工具诞生了，而传统示波器体积大，携带不便，有线供电的缺点限制了示波器的使用。因此，基于STM32的太阳能便携式示波器的需求日益上升。本发明以STM32F767为主核心处理器，TFT-LCD作为用户界面显示器，采用12位高精度模数转化AD模块在STM32的控制下扫描被测信号，配合STM32取点绘出信号曲线并进行快速傅里叶变换最终获得频谱特性图，利用程控增益实现信号源幅度可调，以满足不同被测信号的输入要求，使用DDS信号发生器实现扫频信号测量，得到幅频特性曲线。同时，利用蓝牙模块实现与手机端通信，在手机端实时查看被测信号所有参数。此外，本发明制作了一个用户界面，能够在本地端显示测量得到的所有参数及绘制对应信号图。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于STM32的太阳能便携式示波器，旨在解决示波器体积大、携带不便、有线供电、不同被测信号输入信号幅度要求不同、基本信号测量、频谱分析、幅频特性测试以及数据远程传输显示等问题。

本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种基于STM32的太阳能便携式示波器，包括太阳能电池供电电路、衰减电路、程控增益电路、检波电路、信号搬移电路、STM32电路、信号发生器、用户界面电路和蓝牙通信模块：所述的太阳能电池供电电路与各模块电路电源相连，所述的衰减电路与外部信号输入端口、程控增益电路相连，所述的程控增益电路与衰减电路、检波电路、STM32电路、信号搬移电路相连，所述的检波电路与衰减电路、程控增益电路相连，所述的信号搬移与程控增益电路、STM32电路相连，所述的STM32电路与信号搬移电路、信号发生器、用户界面电路、蓝牙通信模块相连，所述的信号发生器与STM32电路、检波电路相连；

外部输入信号输入后通过衰减电路，将输入信号峰峰值控制在预设幅度值内；再由检波电路得到幅值，由STM32电路判断区间控制程控增益电路增益放大；增益后信号输入信号搬移电路一端，另一端输入电源分压，实现信号中心点的搬移，将信号搬移，防止负电压烧坏STM32电路内部的ADC模块；最后由ADC模块进行信号离散点采集，进行快速傅里叶变换，得到该信号的信号测量数据及频谱信息；同时，系统控制信号发生器输出扫频信号，经由待测器件后再通过检波模块检波得到幅值，绘制待测器件的幅频特性曲线图；完成系统测量后，STM32电路通过串口将信息发送给蓝牙模块，由蓝牙发送至连接的手机端。

更进一步，所述的程控增益电路包括PGA202程控增益芯片和运放AD811，实现带宽为10MHz的增益控制，信号从Sig_IN口输入，通过STM32电路的2根I/O口控制线输入A0、A1控制口实现1,10,100,1000，4种增益变换，再由Sig输出得到增益后的信号，使输入信号幅值控制在330mV～3.3V。