項目需求

完成對板上音頻信號的采集和波形顯示，可以通過手機播放音樂或App產生音頻信號的方式提供聲音信號源，通過板上電路的放大、MCU中ADC的采集以后將波形顯示在OLED屏幕上，可以通過板上按鍵的操作在兩個方向（橫軸-時間；縱軸-幅度）來擴展、壓縮波形的顯示，按鍵的功能可自行定義；

實現(xiàn)信號發(fā)生器的功能，能夠產生20KHz以內的正弦波、三角波、方波三種常用波形，通過按鍵的操作能夠實現(xiàn)頻率可調、幅度可調；

能夠通過Ain管腳測量外部模擬信號（0-3.3V，DC-200KHz），并能夠對外部的周期性波形測量其周期和峰峰值

能夠對采集到的信號進行FFT變換，并在屏幕上顯示其基頻及低次諧波的分量

實現(xiàn)的思路

因為我是對stm32是一個完全零基礎的的學生，所以首先就是對軟件和芯片的學習，通過直播課程先對stm32有一個大概的了解，對IDE、Pro等軟件有一個初步的學習，然后是對于原理圖 的學習，了解做一個簡易示波器需要哪些引腳。初步的學習了解后就要開始上手實踐，先是要看一些相關的比如ADC、信號發(fā)生器的例程，然后仿照例程自己去實踐做一些工程。有了一點基礎以后就可以開始做這個項目了。

然后項目實現(xiàn)大概的思路就是：ADC對模擬信號采樣、量化->映射到坐標軸上形成波形->顯示相關的參數->通過RC低通濾波實現(xiàn)方波、正弦波、三角波的生成->調整采樣率占空比等改變波形->FFT變換獲得頻譜。

整體思路是先做一個一個模塊，如ADC、信號發(fā)生、數據顯示等，然后整合在一起形成想要的項目，最后對項目進行優(yōu)化調整。

完成的功能及達到的性能

完成的功能為對音頻信號進行采集并形成波形，可以在時間上擴展壓縮波形

實現(xiàn)信號發(fā)生器的功能，能夠產生20KHz以內的正弦波、三角波、方波三種常用波形，通過按鍵的操作能夠實現(xiàn)頻率可調

能夠通過Ain管腳測量外部模擬信號

對采集到的信號進行FFT變換，顯示頻譜

遇到的主要難題

本次項目遇到的最大的難題就是解決y軸自動縮放功能，我本來使用的是固定的y軸（0-5V），有時候圖形看起來很難看，受大佬指點然后就準備做一個自動縮放的y軸，結果不知道為什么，y軸相關的數據全都顯示不出來了，這也就是我視頻中沒有y軸數據的原因，開始是忘記了改設置導致浮點數不能直接printf，更改好設置后，一直報錯好像意思是Flash內存不足，然后我嘗試使用網上的方法一是通過 sprintf 將浮點數轉換成字符串輸出，另一種是分解整數和小數部分，分別輸出，結果都沒能實現(xiàn)，在我想改回固定y軸之前，板子死機無法復位，就導致了現(xiàn)在的版本，板子死機無法復位的問題最終是問了硬禾的老師解決的。

還有一個問題就是因為之前沒接觸過stm32，對于oled屏幕以及按鍵使用不知所措，花費了較多的時間學習例程和看別人的做法，然后實在是對FFT理解不夠，在FFT花了很多時間也沒做出來，后來參考了別人FFT的部分代碼才能用。

未來的計劃建議

因為時間不足和能力有限，沒能在規(guī)定時間內完成所有的性能指標要求，我計劃在之后有時間的時候盡量將y軸自動縮放完善，然后自己編寫出符合要求的FFT。

然后通過這次寒假在家的練習，我從對單片機、嵌入式系統(tǒng)一無所知到現(xiàn)在的初步了解讓我對于這方面的內容產生了極大的興趣，以后我會在課余時間多去接觸相關的內容，爭取做出更多有意思有用的東西來。

我的建議是我感覺這個項目老師的課程不夠詳細，兩個多小時的課程很多東西都被壓縮了，當然也可能是因為我基礎太差或者是老師要考慮各方面的因素，我希望以后的課程能夠更系統(tǒng)更注重帶我們實操一些。

總結

這個項目極大的豐富了我的寒假生活，是我上大學以來為數不多覺得收獲蠻大的假期，雖然我沒能完成所有的項目需求，但是在這過程中學習到的知識以及對我實踐能力的培養(yǎng)讓我受益匪淺，硬禾的老師也是很盡心盡力，我板子死機的問題直接拉了個群給我解決，總體而言，通過這次項目我學到了很多東西，我希望以后也能多參加類似的活動來鍛煉自己，充實自己的生活。

原文標題：北理工亢嘉晨同學制作的簡易示波器和FFT分析

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責任編輯:haq