STM32F103C8T6-测量脉冲波平均值、高电平值、低电平值

一、题目

测量电路可以测量和显示脉冲波信号的平均值、高电平值、低电平值，量程 3.3V，分辨率 0.1V、测量误差不大于 5%。

二、思路

• 使用 ADC + DMA 采集信号，DMA 将采集到的数据存入环形缓冲区数组中
• 使用 TIM3 作为 ADC 采样触发定时器
• 在传输完成回调函数里，对最近一批采样数据进行计算
• 使用 OLED 显示结果
• 关于分辨率：使用 12 位 ADC, 则量化等级有 $2^{12}$ 个，参考电压为 $V_{ref}$，则每个最小量化步长大小为：
  $$Q=\frac{V_{ref}}{2^N}.$$
• 注意：怎样使求的平均值准确？
• 使用 FFT：否则处理的信号有频率限制。
  DFT 的主要作用是将离散的时域信号转换为频域信号，从而得到信号在不同频率上的幅度与相位分布。

三、CubeMX 配置

• 配置 debug 方式

• 配置外部时钟晶振

• 配置 ADC

• 配置 DMA
  

• 配置定时器

• 配置 I2C2

• 配置时钟树

• 配置 DSP 库（没有使用）
  
  
  

• 在 Keil 中导入 DSP（没有使用）
  添加宏定义（没有使用）
  
  添加三个 include（没有使用）

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "oled.h"
#include <stdio.h>
#include "arm_math.h"
#include "arm_const_structs.h"
/* USER CODE END Includes */

在 Define 添加（没有使用）

,ARM_MATH_CM3

四、代码编写

• 头文件

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "oled.h"
/* USER CODE END Includes */

PRIVATE DEFINE

/* USER CODE BEGIN PD */
#define ADC_BUFFER_LENGTH 1024 // 环形缓冲区数组大小
#define VOLTAGE_MAX   3.3f      // 输出电压上限
/* USER CODE END PD */

• 变量定义