基于STM32的四种波形发生器控制设计

**单片机设计介绍，基于STM32的四种波形发生器控制设计

  基于STM32的四种波形发生器控制设计概要主要描述了使用STM32微控制器实现正弦波、方波、三角波和锯齿波等四种波形的生成与控制。以下是对该设计概要的详细描述：

一、设计目标与功能

本系统的主要目标是利用STM32微控制器的高性能计算能力，结合相应的硬件电路，实现四种常见波形的生成与控制。具体功能包括：

能够生成正弦波、方波、三角波和锯齿波四种波形。 波形的幅值、频率和相位等参数可在一定范围内可调。 对于方波，还需具备调节占空比的功能。 提供友好的用户界面，方便用户设置波形参数和查看波形状态。 二、硬件设计

STM32微控制器：作为系统的核心，负责波形的生成与控制。STM32微控制器具备丰富的外设接口和强大的计算能力，能够满足波形发生器的性能需求。 DAC（数模转换器）：用于将STM32输出的数字信号转换为模拟信号，从而生成所需的波形。 按键与旋钮：用于用户输入，方便用户设置波形的参数。 显示模块：采用LCD显示屏等显示器件，用于实时显示当前波形的类型、幅值、频率等参数，以及波形的实时状态。 电源模块：为整个系统提供稳定的工作电压。 三、软件设计

软件部分主要包括STM32微控制器的程序设计和用户界面设计。

STM32程序设计：根据用户设置的波形参数，通过STM32的DAC外设输出相应的模拟信号。同时，程序还需实时监测按键与旋钮的输入，根据用户的操作调整波形参数。此外，程序还需与显示模块进行通信，实时更新显示内容。 用户界面设计：采用友好的图形界面，方便用户进行波形参数的设置和查看。界面应包含波形类型选择、幅值调节、频率调节、相位调节（针对正弦波）和占空比调节（针对方波）等功能。 四、系统测试与优化

在完成硬件和软件设计后，需要对系统进行全面的测试，以确保其功能的正确性和性能的稳定性。测试内容包括波形的准确性、参数调节的灵活性以及系统的稳定性等。根据测试结果，对系统进行必要的优化调整，以提高其整体性能。

通过以上设计概要可以看出，基于STM32的四种波形发生器控制设计具有功能丰富、操作简便、性能稳定等优点，适用于各种需要波形信号的应用场景。通过不断优化和完善设计，可以进一步提高系统的可靠性和实用性。

(1) 可以实现四种波形：正弦波、方波、三角波、锯齿波；

(2) 通过按键进行选择，频率可以调整；

(3) LCD液晶显示；

(4)设计出来之后用Proteus软件仿真出效果；

主要硬件设备：STM32F103单片机、DAC0832数模转换芯片、矩阵键盘、LCD12864液晶屏幕。

(1) 可以实现四种波形：正弦波、方波、三角波、锯齿波；

(2) 通过按键进行选择，频率可以调整；

(3) LCD液晶显示；

(4)设计出来之后用Proteus软件仿真出效果；

主要硬件设备：STM32F103单片机、DAC0832数模转换芯片、矩阵键盘、LCD12864液晶屏幕。## 设计思路

设计思路 文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现 本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。 ————————————————

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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目 录

摘 要 I Abstract II 引 言 1 1 控制系统设计 2 1.1 主控系统方案设计 2 1.2 传感器方案设计 3 1.3 系统工作原理 5 2 硬件设计 6 2.1 主电路 6 2.1.1 单片机的选择 6 2.2 驱动电路 8 2.2.1 比较器的介绍 8 2.3放大电路 8 2.4最小系统 11 3 软件设计 13 3.1编程语言的选择 13 4 系统调试 16 4.1 系统硬件调试 16 4.2 系统软件调试 16 结 论 17 参考文献 18 附录1 总体原理图设计 20 附录2 源程序清单 21 致 谢 25