请问stm32f4能同时接收并处理多个信号吗？

Question

学校要求我们用stm32f405做一个简易的信号分析仪，能够判断波形，并且在串口屏上显示同频同占空比的方波，频率，幅度，占空比。但是我之前完全没用过单片机，网上也找不到资料，所以发了这个帖。
目前的想法是用比较器做一个电路把原信号转换成方波用于测频率和占空比，用放大器做一个电压抬升电路输入原信号用于判断波形，用一个峰值检测电路输入峰值，请问这个思路可以吗？
至于怎么输出和显示，代码怎么弄，完全没思路

还有stm32应该怎么判断波形啊？周围的人问的都不确定

Answer 1

祝你顺利完成信号分析仪的开发！码字不易，有用望采纳 答案参考Chatgpt解答
你的思路基本上是可行的。下面我将为你提供一些指导，帮助你实现这个项目。

1. 波形判断：使用比较器将原始信号转换为方波。比较器的阈值可以通过电位器或固定电阻分压网络来调整。你可以根据比较器的输出，判断信号的高低电平变化，从而确定波形的类型。

2. 频率和占空比测量：使用定时器和输入捕获功能来测量波形的频率和占空比。定时器可以配置为计数器模式，用来测量波形的周期。输入捕获模块可以捕获波形上升沿和下降沿的时间戳，通过计算时间差，可以得到频率和占空比的数值。

3. 幅度测量：使用ADC模块来测量信号的电压幅度。将原始信号连接到STM32的ADC引脚上，配置ADC进行采样和转换。通过读取ADC转换结果，可以获得信号的电压值，从而计算出幅度。

4. 输出和显示：使用串口进行数据输出和串口屏幕进行显示。你可以通过配置STM32的UART模块，将测量结果发送到串口。同时，将串口屏幕连接到STM32的串口引脚，并根据串口屏幕的通信协议，编写相应的代码来显示测量结果。

以下是一个基本框架，用于实现你所描述的需求。这个框架使用STM32CubeHAL库，并在STM32F405上使用STM32CubeIDE进行开发和编译。你可以根据需求进行适当的修改和完善。

#include "stm32f4xx_hal.h"

// 定义全局变量
TIM_HandleTypeDef htim;     // 定时器句柄
ADC_HandleTypeDef hadc;     // ADC句柄
UART_HandleTypeDef huart;   // 串口句柄

// 定义全局变量用于存储测量结果
uint32_t frequency;         // 频率
float dutyCycle;            // 占空比
float amplitude;            // 幅度

// 定义函数原型
void SystemClock_Config(void);
void GPIO_Init(void);
void TIM_Init(void);
void ADC_Init(void);
void UART_Init(void);
void StartMeasurement(void);
void ProcessMeasurement(void);
void DisplayResults(void);

int main(void)
{
  // 初始化硬件
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  GPIO_Init();
  TIM_Init();
  ADC_Init();
  UART_Init();
  
  while (1)
  {
    // 开始测量
    StartMeasurement();
    
    // 处理测量结果
    ProcessMeasurement();
    
    // 显示测量结果
    DisplayResults();
    
    // 延时一段时间，以便观察结果
    HAL_Delay(1000);
  }
}

// 系统时钟配置
void SystemClock_Config(void)
{
  // 配置系统时钟
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;

  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
  HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5);
}

// 初始化GPIO
void GPIO_Init(void)
{
  // 根据需要配置GPIO引脚
}

// 初始化定时器
void TIM_Init(void)
{
  // 根据需要配置定时器
}

// 初始化ADC
void ADC_Init(void)
{
  // 根据需要配置ADC
}

// 初始化串口
void UART_Init(void)
{
  // 根据需要配置串口
}

// 开始测量
void StartMeasurement(void)
{
  // 根据需要配置比较器并启动测量
  // 启动定时器
  HAL_TIM_Base_Start(&htim);
  HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim, TIM_CHANNEL_1);   // 使用输入捕获模式，通道1用于捕获上升沿
  HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim, TIM_CHANNEL_2);   // 使用输入捕获模式，通道2用于捕获下降沿
  
  // 启动ADC
  HAL_ADC_Start(&hadc);
  
  // 启动串口
  HAL_UART_Receive_IT(&huart, &uartData, 1);   // 启动串口接收中断，用于接收串口屏幕的命令
}

// 处理测量结果
void ProcessMeasurement(void)
{
  // 在定时器的输入捕获中断回调函数中计算频率和占空比
  // 在ADC的转换完成中断回调函数中计算幅度
  // 将结果存储到全局变量中
  // 注意：需要根据具体的引脚和定时器配置进行相应的处理
}

// 显示测量结果
void DisplayResults(void)
{
  char uartBuffer[50];
  
  // 将测量结果格式化为字符串
  sprintf(uartBuffer, "Frequency: %lu Hz\r\n", frequency);
  HAL_UART_Transmit(&huart, (uint8_t*)uartBuffer, strlen(uartBuffer), HAL_MAX_DELAY);
  
  sprintf(uartBuffer, "Duty Cycle: %.2f %%\r\n", dutyCycle);
  HAL_UART_Transmit(&huart, (uint8_t*)uartBuffer, strlen(uartBuffer), HAL_MAX_DELAY);
  
  sprintf(uartBuffer, "Amplitude: %.2f V\r\n", amplitude);
  HAL_UART_Transmit(&huart, (uint8_t*)uartBuffer, strlen(uartBuffer), HAL_MAX_DELAY);
}

// 输入捕获中断回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  // 在此回调函数中处理输入捕获事件，计算频率和占空比
  // 注意：需要根据具体的引脚和定时器配置进行相应的处理
}

// ADC转换完成中断回调函数
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
  // 在此回调函数中处理ADC转换完成事件，计算幅度
  // 注意：需要根据具体的引脚和ADC配置进行相应的处理
}

// 串口接收中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  // 在此回调函数中处理串口接收事件，根据接收到的命令进行相应的处理
  // 注意：需要根据具体的串口屏幕协议进行解析和处理
}

以上代码只是一个基本框架，需要根据具体的硬件连接和配置进行适当的修改

// 在主函数中添加头文件和宏定义
#include "stdio.h"
#include "string.h"

#define UART_BUFFER_SIZE 50

// 在主函数中定义全局变量
uint8_t uartRxBuffer[UART_BUFFER_SIZE];
uint8_t uartData;

int main(void)
{
  // ... 省略前面的代码 ...
  
  while (1)
  {
    // ... 省略中间的代码 ...
    
    // 串口接收中断处理
    if (uartData == '\n')
    {
      // 接收到换行符，表示完整的命令接收完成
      // 在此处解析命令并执行相应的操作
      // 例如，可以通过判断命令是什么来决定是否更新比较器阈值或者调整ADC采样参数等
      
      // 清空接收缓冲区
      memset(uartRxBuffer, 0, UART_BUFFER_SIZE);
    }
    else
    {
      // 将接收到的数据存储到接收缓冲区
      strncat((char*)uartRxBuffer, (char*)&uartData, 1);
    }
  }
}

// 串口接收中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  // 读取接收到的数据
  HAL_UART_Receive_IT(&huart, &uartData, 1);
}

这部分代码添加了对串口接收中断的处理，以便接收来自串口屏幕的命令。当接收到换行符时，表示完整的命令接收完成，可以在相应的位置解析命令并执行相应的操作。

请注意，这只是一个基本框架，需要根据具体需求和硬件配置进行修改和完善。你可能还需要根据你所使用的引脚和外设进行适当的初始化和配置，以确保代码能够正确运行。同时，你需要根据串口屏幕的通信协议来解析和处理命令，并根据需求进行相应的操作。