怎样去设计一种基于STM32的示波器呢

　　这个小项目是来自参加电设时，老师发的STM32入门（进阶）任务，具体的要求如下：
　　软件设计要求
　　编写简单I/O程序，能用板上的4个基本按键控制10个LED灯的亮灭。（扩展要求：设计不同的流水灯或呼吸灯效果，并能用按键切换）
　　编写显示模块的显示程序，能在显示屏上显示欢迎信息，欢迎信息包括学号姓名。（扩展要求：能模拟广告牌的文字滚动显示效果，并用按键控制滚动方向和速度）
　　编写程序输出PWM波形（频率为100kHz，占空比通过按键可调），能把设置参数存错于I2C接口的EEPROM或SPI Flash或MCU片内Flash中，掉电重启后自动使用存错的参数
　　综合设计：使用MCU中的ADC采集1kHz正弦波信号（幅度不做要求），在显示屏上显示该信号波形与幅度值，要求稳定显示正弦波（提示：设置触发）
　　综合设计：一个低频信号发生器。具备以下功能：使用STM32的DAC输出功能，生成10KHz以下方波、三角波、锯齿波、正弦波。能在液晶屏上显示频率、信号类型。可用按键切换输出信号类型、频率。要求波形尽可能平滑完整，幅度固定1V；频率可调1KHz～10KHz，步进100Hz。
　　综合设计：使用STM32的定时器信号捕捉功能，测量标准信号发生器输出的正弦波信号频率，测量范围100Hz～3MHz，精度1％
　　该软件设计要求，最高标准是能够把上述的6个设计集成在一个程序当中，在切换时不需要重新烧录代码，因此我在设计的时候，使用了操作系统UCos，来达到任务切换的目标，并且使用UCos使得我在第4个设计中，能够使用Graph控件显示波形，使得显示更为美观。
　　接下来，我将详细介绍整个工程的架构。
　　
　　该工程由6个窗口组成，其中主界面，作为函数刚进入的界面，由5个按键组成，分别进入每一个任务窗口，其中第4、6个任务合并成了一个任务。
　　任务1、2作为STM32的入门任务我这里就不做的描述，在界面上，任务1使用了13个按键，10个按键用来控制任意一个IO的高低电平，即LED的亮灭，另外三个按键，分别是Water lamp（流水灯）、Breathing lamp（呼吸灯）以及ESC（用于返回主界面），任务2使用了7个按键，分别控制字的上下左右移动，速度的增加与减少，以及ESC按键。另外，关于任务的切换，我会在后面有所描述。
　　任务3采用的PWM生成的定时器是TIM14，存储参数使用的SPI Flash（即代码中W25QXX的部分）。任务3的界面使用了14个按键，其中10个按键组成了数字键盘，Output按键用来波形的输出，Store按键用来存储参数，Backspace用来在输入参数时进行退格，ESC按键用来返回主界面。
　　任务4是整个任务的核心，因此我先讲任务5。任务5的界面由7个按键和一个Graph组成，其中七个按键分别是Sine Wave（正弦波），Triangular wave（三角波），Square wave（方波），Sawtooth wave（锯齿波），Frequence++（频率增加），Frequence--（频率降低）（频率步进100Hz）以及ESC。Graph是画图控件，也是任务4的主要控件，具体我将在后面介绍，在任务5中，Graph将根据你的按键来显示波形，提示用户现在输出的是属于哪一类波形。
　　在波形的产生上，具体可参照HardWare中的waveoutput.c，其中描述了生成波形表，用DMA连接DAC输出波形。关于DMA的配置可以详细了解该文件。（后续有机会会再分享一个有关DMA的应用，不过具体。..咕咕咕。..）
　　最后，就是这个任务的难点了，任务4——简易的低频示波器（不完善）。有一说一，任务4只是STM32制作示波器的门缝，通过该门缝，我们可以一窥示波器的风采。
　　STM32来做示波器的话，有许多的技术要点，譬如触发功能、等效采样、FFT频谱，相对而言，显示幅值，周期的调整反而是一项比较容易实现的功能。
　　在这个任务4中，他要求能够设置触发，因为STM32的功能有限，在这个任务中我做了一个简易触发——用外部中断来进行触发，当信号触发外部中断时，ADC进行采样。
　　具体设计流程图如下
　　
　　设计流程
　　当信号输入，一个上升沿触发外部中断，外部中断中关闭外部中断并使能ADC和DMA（在这里，因为库函数没有相关的函数，因此用了寄存器的操作，详细信息可以去看看STM32的数据手册），ADC采集信号的频率是靠Timer3来进行控制（这也是是一个蛮秀的操作），ADC采集到的数据通过DMA传输到内存的Buff中，当DMA传输完成后，会进入DMA中断，在DMA中断中会告知Graph显示波形，Graph波形显示后会重新打开外部中断，这时会在进入第二次循环。
　　上述就是整个设计流程，有关Graph控件的使用可以参照正点原子的EMwin开发手册，在这里我使用的是GRAPH_DATA_YT_AddValue函数，该函数每输入一个值，图像自动后移。
　　最后来讲一下有关于界面的切换，在这个任务中最麻烦的是将这6个任务集成起来，不过如果使用上了Emwin也不算复杂，一般任务切换都是用按键切换，在这个任务中，我用了前文提到的ESC按键来进行界面的切换，而在ESC按键的释放后，使用了如下的函数
　　GUI_EndDialog（pMsg-》hWin， 0）;CreateMain（）;
　　其中GUI_EndDialog是很必要的，如果不使用这个函数可能会导致在切换了几次界面后整个程序卡死，这是因为没有将窗口关掉。
　　而在界面切换的过程中，需要注意的是，要将在这个界面中所启用的外设给关掉，不然他会影响你在下一个界面中任务。
　　关于本个任务4的升级：这个其实只是一个简易的STM32示波器，具有的功能很少，它还可以有很高的前景如：
　　使用FPGA控制高速ADC采集信号，提高带宽；
　　加入FFT频谱等功能；
　　使用等效采样，进一步扩大带宽；
　　能够任意修改触发的电压值；
　　能够显示李萨如图像等。