使用stm32采集0-10kHz频率0-10Vpp,0-24V直流偏置信号并给出原理图
时间: 2024-05-31 12:13:47 浏览: 18
实现该功能的主要原理是使用STM32的ADC模块采集模拟信号,并使用一个运放电路将采集到的信号转换为0-3.3V或0-5V之间的电平,然后将电平输入到STM32的ADC模块进行数字化处理。
以下是一个基本的原理图:
![stm32采集电路原理图](https://img-blog.csdnimg.cn/20211019142333530.png)
该电路由运放电路和ADC模块组成。运放电路由一个差分放大器和一个电压跟随器组成,其中差分放大器用于将输入信号转换为差分信号,电压跟随器用于将放大器输出的信号转换为0-3.3V或0-5V之间的电平。ADC模块用于将电平转换为数字信号。
其中,运放电路中的差分放大器的增益可以根据实际需求进行调整,电压跟随器的输出电压也可以根据实际需求进行调整。
需要注意的是,当输入信号的频率较高时,需要注意运放电路和ADC模块的带宽限制。如果需要采集更高频率的信号,可以考虑使用更高带宽的运放电路和ADC模块。
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以下是一个使用pyvisa库和matplotlib库的Python代码,可以通过安捷伦33120A和EG&G 7260 DSP Lock-in Amplifier扫描音叉谐振子频率并绘制图表。
```python
import visa
import time
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# Connect to instruments
rm = visa.ResourceManager()
gen = rm.open_resource('USB0::0x0957::0x0407::MY44016679::INSTR')
lockin = rm.open_resource('GPIB0::1::INSTR')
# Configure function generator
gen.write('*RST')
gen.write(':SOUR:FUNC SIN')
gen.write(':SOUR:FREQ:MODE CW')
gen.write(':SOUR:VOLT:UNIT VPP')
gen.write(':SOUR:VOLT 2.0') # Set amplitude to 2 Vpp
gen.write(':OUTP ON')
# Configure lock-in amplifier
lockin.write('*RST')
lockin.write('HARM 1') # Set detection harmonic to 1
lockin.write('ISRC 1') # Set input to A
lockin.write('ICPL 0') # Set input coupling to AC
lockin.write('IGND 1') # Set input ground to FLOAT
lockin.write('SENS 22') # Set sensitivity to 1 nV/fA
lockin.write('OFLT 1') # Set time constant to 1 s
lockin.write('SYNC 0') # Set synchronous detection to OFF
# Scan frequency and measure output
freqs = np.linspace(1, 10000, 1000) # Scan frequencies from 1 Hz to 10 kHz
output = []
for freq in freqs:
gen.write(':SOUR:FREQ {:.6f}'.format(freq))
time.sleep(0.01)
lockin.write('REST') # Reset lock-in amplifier
time.sleep(0.1)
output.append(float(lockin.query('OUTP?'))) # Measure output
# Plot results
plt.plot(freqs, output)
plt.xlabel('Frequency (Hz)')
plt.ylabel('Output (V)')
plt.show()
# Disconnect from instruments
gen.write(':OUTP OFF')
gen.close()
lockin.close()
```
请注意,此代码仅供参考,可能需要根据实际情况进行调整。
使用stm32写一个波形发生器,包括正弦波、方波、三角波,频率范围为0.1kHz~10kHz,峰峰值范围为0.1Vpp~10Vpp。代码如何写
好的,这是一个关于使用STM32写一个波形发生器的问题,我很乐意为您解答。
以下是使用STM32实现波形发生器的步骤和代码示例:
1.配置TIM(定时器)模块,选择合适的时钟源,并设置计数器的重载值和分频系数,以实现所需的输出频率;
```c
TIM_HandleTypeDef htim2;
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM2_Init(void);
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_TIM2_Init();
HAL_TIM_Base_Start(&htim2);
while (1)
{
}
}
void MX_TIM2_Init(void)
{
TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
htim2.Instance = TIM2;
htim2.Init.Prescaler = 0;
htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim2.Init.Period = 1000;
htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
```
2.编写波形生成函数,根据所选波形类型和参数,生成对应的波形信号;
```c
#define PI 3.14159265358979323846
float32_t sin_wave(float32_t frequency, float32_t amplitude, float32_t time)
{
return amplitude * sin(2 * PI * frequency * time);
}
float32_t square_wave(float32_t frequency, float32_t amplitude, float32_t time)
{
return amplitude * (2 * ((int)(2 * frequency * time) % 2) - 1);
}
float32_t triangle_wave(float32_t frequency, float32_t amplitude, float32_t time)
{
return amplitude * (2 * fabs(2 * frequency * time - 2 * floor(0.5 + 2 * frequency * time)) - 1);
}
```
3.在定时器中断中调用波形生成函数,将生成的波形信号输出到DAC(数模转换器)模块;
```c
#define DAC_BUF_SIZE 256
#define SAMPLE_RATE 100000
float32_t sin_buf[DAC_BUF_SIZE];
float32_t square_buf[DAC_BUF_SIZE];
float32_t triangle_buf[DAC_BUF_SIZE];
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
static uint16_t index = 0;
static uint16_t wave_type = 0;
static float32_t frequency = 1000;
static float32_t amplitude = 2047;
switch (wave_type)
{
case 0: // 正弦波
DAC_SetValue(sin_wave(frequency, amplitude, index * 1.0 / SAMPLE_RATE));
break;
case 1: // 方波
DAC_SetValue(square_wave(frequency, amplitude, index * 1.0 / SAMPLE_RATE));
break;
case 2: // 三角波
DAC_SetValue(triangle_wave(frequency, amplitude, index * 1.0 / SAMPLE_RATE));
break;
default:
break;
}
index++;
if (index >= DAC_BUF_SIZE)
{
index = 0;
}
}
void DAC_SetValue(float32_t value)
{
uint16_t output = (uint16_t)(value + 2048);
HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, output);
}
```
4.配置DAC(数模转换器)模块,将波形信号输出到外部电路中。
```c
DAC_HandleTypeDef hdac;
void MX_DAC_Init(void)
{
DAC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
hdac.Instance = DAC;
if (HAL_DAC_Init(&hdac) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sConfig.DAC_Trigger = DAC_TRIGGER_T2_TRGO;
sConfig.DAC_OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE;
if (HAL_DAC_ConfigChannel(&hdac, &sConfig, DAC_CHANNEL_1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
```
希望这个回答能够帮到您,如有疑问请继续提问。
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