stm32 锁相放大器

### 使用STM32实现锁相放大器设计实例

#### 一、硬件准备
为了使用STM32实现锁相放大器，需要准备好相应的硬件资源。通常情况下，STM32微控制器本身并不具备直接作为锁相放大器使用的外设模块，因此需额外配置一些外围设备来辅助完成此功能。

- **外部振荡源**：用于提供参考频率给锁相环(PLL)，可以是一个精确的晶体振荡器[^1]。
- **模拟前端(AFE)**：包括但不限于滤波器、运算放大器等组件，负责处理输入信号并将其调整到适合ADC采样的水平[^2]。

// 配置GPIO引脚为模拟输入模式
void GPIO_Init(void){
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; // 假定PA0连接至传感器输出端
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

#### 二、软件编程
通过编写程序控制STM32内部定时器产生调制载波，并利用DMA方式连续读取来自内置或外接ADC的数据流来进行解调操作。具体来说：

- 初始化TIMx定时器以生成所需频率范围内的方波形载波；
- 设置ADC通道扫描序列以便轮流获取多路物理量样本值；
- 启动DMA传输机制从而高效地搬运大量数据而不打断CPU正常工作流程。

// 定义全局变量存储当前测量周期内累积的结果
uint32_t sumValue;

// ADC中断服务函数，在每次转换完成后累加新得到的数值
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc){
    static uint8_t count=0;
    if(count<NUM_OF_SAMPLES){ 
        sumValue += (uint32_t)adcBuffer[count++];
        
        if(count==NUM_OF_SAMPLES){
            float average=(float)(sumValue>>LOG2_NUM_OF_SAMPLES); // 计算平均值得到最终结果
            
            /* 对获得的数据做进一步分析 */
            
            count=0;
            sumValue=0;
        }
    }
}

/* 主循环体中不断重复上述过程直至满足特定条件为止 */
while (!stopConditionMet()){
    ;
}

#### 三、算法实现
核心在于采用合适的数学模型去描述目标现象以及如何有效地提取有用信息。对于锁相放大而言，则涉及到复杂的正弦拟合与同步检测技术的应用。这部分往往依赖于浮点运算库的支持才能顺利完成开发任务。

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