STM32+LabVIEW串口四通道示波器实现

"本文介绍了一个基于LabVIEW的串口四通道示波器系统，通过STM32微控制器作为数据采集下位机，利用ADC采集四个通道的模拟信号，并通过串行接口将数据传输到计算机上的LabVIEW应用程序进行波形显示。系统通过特定的数据交互协议保证了数据的正确性，避免数据流错位。STM32端主要包含主程序的数据发送以及中断处理接收LabVIEW的确认字符。" 在这个项目中，LabVIEW被用作图形化编程环境，构建了一个能够接收并显示来自STM32的四通道模拟信号波形的界面。STM32是ARM Cortex-M系列的微控制器，具有高级的定时和ADC功能，非常适合用于数据采集。在STM32的代码中，主要涉及到以下关键知识点： 1. **ADC（Analog-to-Digital Converter）**: ADC是STM32中的一个重要组件，用于将模拟信号转换为数字信号。在本例中，STM32通过ADC采集四个通道的模拟电压值，这些值经过处理后通过串口发送。 2. **串口通信**: 串行通信是STM32与LabVIEW之间交换数据的桥梁。STM32通过USART（通用同步/异步收发传输器）模块发送数据，使用DMA（直接存储器访问）模式提高效率。发送数据前，STM32会检查标志位FLAG，确保数据帧的有序发送。 3. **数据处理与传输协议**: 为确保数据正确性，系统采用了一种简单的握手协议。当STM32发送完一帧数据后，会将FLAG标志位清零。LabVIEW接收到数据并处理后，向STM32发送一个确认字符'W'，STM32接收到后将FLAG置为1，再次准备发送下一帧数据。 4. **中断处理**: STM32通过中断处理机制来响应LabVIEW的确认字符。在`USART1_IRQHandler`函数中，检查收到的字符是否为'W'，如果是，则更新FLAG状态，准备下一轮数据传输。 5. **LabVIEW编程**: 在LabVIEW端，开发者创建了一个用户界面，可以接收并实时显示四个通道的波形。LabVIEW的串口通信函数用于接收STM32发送的数据，并对其进行解析，然后在图表上绘制波形。 6. **NVIC_Configuration()**: 这个函数涉及到STM32的中断控制器配置，使得USART1的接收中断能够正常工作。NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）是STM32中的中断控制器，负责管理所有的中断源。 7. **DMA (Direct Memory Access)**: DMA允许外部设备直接访问内存，而无需CPU介入，提高了数据传输速率和效率。在ADC采集数据时启用DMA，可以减少CPU负载，使其专注于其他任务。 8. **数据格式与精度**: 从STM32发送的数据格式可以看出，每个ADC采样值被除以4096（ADC的最大转换值），再乘以3.3V（假设参考电压），从而将其转换为实际电压值，以浮点数形式表示。 这个系统结合了嵌入式硬件和上位机软件，通过精确的数据交互和高效的处理机制，实现了四通道模拟信号的实时波形显示。这对于教学、实验以及工程应用都具有很高的实用价值。