基于STM32的正弦波测量装置的设计

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1、２０１２年９月１日现代电子技术Ｓｅｐ．２０１２第３５卷第１７期ＭｏｄｅｒｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅＶｏｌ．３５Ｎｏ．１７基于ＳＴＭ３２的正弦波测量装置的设计亓庆新，刘华（中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙４１００８３）摘要：在电子工程、计算机、通信等领域中，正弦波信号是应用最多的电子信号。因而存在很多对正弦波信号进行测量的装置，传统的正弦波信号测量装置大多采用模拟电子技术进行设计，电路相对复杂并且在实际操作中存在很多不便之处。采用新型的３２位高性能ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核ＳＴＭ３２作为控制器核心配以信号调理等电路，可实现

2、对正弦波信号进行高速的测量，在液晶显示器上同步显示波形同时显示正弦波信号的幅度、频率、失真度等的参数并且采用触摸式操作具有良好的人机交互性。关键词：正弦波信号；ＳＴＭ３２；失真度；频率中图分类号：ＴＮ６０６－３４文献标识码：Ａ文章编号：１００４－３７３Ｘ（２０１２）１７－０１１０－０２ＤｅｓｉｇｎｏｆｓｉｎｅｗａｖｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｂａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２ＱＩＱｉｎｇ－ｘｉｎ，ＬＩＵＨｕａ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＩｎｆｏ－Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８

3、３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｉｎｅｗａｖｅｓｉｇｎａｌｓａｒｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｉｇｎａｌｓｍｏｓｔｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｃｉ－ｅｎｃｅａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｕｓｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｏｆｔｈｅｓｉｎｅｗａｖｅｓｉｇｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｉｎｅｗａｖｅｓｉｇｎａｌｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｎａｌｏｇｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

4、．Ｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｃｏｍｐｌｅｘａｎｄｔｈｅｒｅａｒｅａｌｏｔｏｆｉｎｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ．ＴａｋｉｎｇＳＴＭ３２ｗｉｔｈｎｅｗｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＡＲＭ３２－ｂｉｔＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３ＣＰＵｃｏｒｅａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｏｒｅ，ｔｈｅｄｅｖｉｃｅｉｓｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｉｇｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｔｏａｃｈｉｅｖｅｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｉｎｅｗａｖｅｓｉｇｎａｌ，ａｎｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｄｉｓｐｌａｙｗ

5、ａｖｅｆｏｒｍａｎｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆａｍｐｉｔｕｄｅ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ａｎｄｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｎｔｈｅＬＣＤｍｏｎｉｔｏｒａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈｈａｓａｇｏｏｄｈｕｍａｎ－ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｙｍｅａｎｓｏｆａｔｏｕｃｈｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｅｗａｖｅｓｉｇｎａｌ；ＳＴＭ３２；ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ对被测正弦波信号进行采样与数据处理。信号经过模０引言拟通道调理进入以ＬＴＣ２３９３－１６为核心的模／数转换电正弦波信号是最基本的电子信号同时也是成分最为路

6、采样后通过ＳＴＭ３２处理器对采样的信号进行各种单一的一种电子信号，所有的电子信号都可以看成由很算法处理，在液晶显示器上显示实时的波形与信号的幅多频率不同、幅度不同的正弦波叠加而成。正弦波信号度、频率、失真度等参数。为便于操作采用ＴＦＴ电阻［１］的应用领域也十分广泛，常见于电子技术、通信等，所式液晶屏进行显示与控制。以对正弦波信号进行测试的装置在基础测量仪器中也占１正弦波测量装置的整体设计有重要的地位，然而传统的正弦波测量装置的设计方案大多采用模拟电子作为核心，虽然制作成本低廉但是容从图１中可以看出，整个硬件平台采用模块化设计易出现电路复杂、带宽小

7、、采样率低、不方便携带等问题。的方式，整个系统基本上是由数据采集部分、数据处理随着科学技术的发展，各种型号功能的嵌入式核心部分和数据显示部分三大模组成。数据采集部分完全控制器层出不穷，价格上也相对便宜。因此运用嵌入式由１６位Ａ／Ｄ进行，ＳＴＭ３２负责数据的后期处理，系统芯片作为核心控制器制作大带宽高采样率便携式高性其他功能由ＳＴＭ３２配套外围电路来实现。价比的正弦波信号测量装置成为可能。本文设计了一种以新型３２位高性能ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核ＳＴＭ３２作为控制器核心的高性能正弦波信号测量装［２－４］置。它具备一般正弦波信号测量装置的主要功能及

8、图１系统结构框图收稿日期：２０１２－０４－１５第１７期亓庆新，等：基于ＳＴＭ３２的正弦波测量装置的设计１１１ＳＴＭ３２控制前端数据通道，