基于GD32F190的模拟信号采集与显示装置设计

jinglixixi · TA的每日心情 奋斗 2025-10-17 15:57

一、方案名称：
基于GD32F190的模拟信号采集与显示装置设计
二、方案介绍
在GD32F190的内部配有12位精度的模数转换器，可对外部16个模拟输入通道进行模拟信号采集。利用该性能，可以较好地对各种模拟信号量加以处理。

为了能使开发者较好地掌握对A/D转换器的使用，在推出的相关资源中，有对应的例程可参考使用。由于相关资料是介绍自家产品的，因而在应用中，开发者还需配置第三方的器件，才能使设计的功能更加便于使用。这里就介绍一种以OLED为显示器件对模拟信号进行显示输出的方案。

在该方案中，所用的显示屏为双色的0.96 ’ OLED，其上部的1/3为黄色，另2/3为蓝色。为了便于功能的扩展，在程序设计过程中，保留了开发板所具备的虚拟串口通讯功能。这样既可以通过串行通讯来同上位机构成数据采集分析系统；也可以通过外挂相应的通信模块来实现无线通讯或WiFi通讯，从而融入互联网的行列中。当然，核心的功能则是射频和串口之间的透传。

三、设计结构
该方案的系统结构如图1所示，其装配图如图2所示。

四、功能设计

在设计中，对显示器件的选择是有一定特色的，它虽与同档次LCD5110液晶屏在功能上十分相近，但它的特色却极为抢眼。

首先，在外形上它更为迷你，是穿戴性设备的理想选择对象；在工作机制上，LCD5110是依赖背光的投射来看清显示的内容，而OLED则是靠自身的点亮来发光；在色彩方面它也由LCD5110的单一色调，而变为黄、蓝两种醒目的颜色，有效地增强了表现力。

另外，在引脚使用方面它也胜出一筹，LCD110 要占用8个引脚，而OLED则只需4个引脚。在数据传送方面，它是以IIC总线方式。在应用中是由PA7来连接OLED的数据信号，由PA8来连接OLED的时钟信号。其输出高低电平的定义语句如下：

#defineOLED_SCLK_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_PIN_8)//SCL

#defineOLED_SCLK_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_PIN_8)

#defineOLED_SDIN_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_PIN_7)//SDA

#defineOLED_SDIN_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_PIN_7)

2个引脚的配语句如下：

GPIO_InitPara GPIO_InitStructure;

RCC_AHBPeriphClock_Enable(RCC_AHBPERIPH_GPIOA,ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_7;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUT;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_SPEED_50MHZ;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_7);

至于各功能函数直接引用OLED的例程即可，但要注意对数据类型的定义语句稍加调整，如要把u8改为uint8_t 等。

为了便于显示数据及字符信息，在程序中配置了2中整体，及6*8的点阵字符和8*16的点阵字符。

const unsignedchar F6x8[][6] =

{

0x00, 0x00,0x00, 0x00, 0x00, 0x00,// sp

0x00, 0x00,0x00, 0x2f, 0x00, 0x00,// !

。。。

}

const unsignedchar F8X16[]=

{

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//sp

0x00,0x00,0x00,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x33,0x30,0x00,0x00,0x00,//!

。。。

}

此外，使用字模提取软件PCtoLCD2002还可自行构建小字库来显示中文，该软件的界面如图3所示。

系统流程图

程序设计

主函数的程序代码如下：

int main(void)
{
RCC_AHBPeriphClock_Enable( RCC_AHBPERIPH_GPIOA |
RCC_AHBPERIPH_GPIOB |
RCC_AHBPERIPH_GPIOC |
RCC_AHBPERIPH_GPIOF, ENABLE );
delay_init(72);
/* USART initialize */
{
USART_InitPara USART_InitStructure;
USART_DeInit( EVAL_COM1 );
USART_InitStructure.USART_BRR = 115200;
USART_InitStructure.USART_WL = USART_WL_8B;
USART_InitStructure.USART_STBits = USART_STBITS_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_PARITY_RESET;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HARDWAREFLOWCONTROL_NONE;
USART_InitStructure.USART_RxorTx = USART_RXORTX_RX | USART_RXORTX_TX;
GD_EVAL_COMInit(&USART_InitStructure);
}
OLED_Init();
OLED_Clear();
OLED_ShowCHinesea(18,0,0);
OLED_ShowCHinesea(36,0,1);
OLED_ShowCHinesea(54,0,2);
OLED_ShowCHinesea(72,0,3);
OLED_ShowCHinesea(90,0,4);
OLED_ShowString(18,6,"3.30 V",16);
{
{
RCC_ADCCLKConfig(RCC_ADCCLK_APB2_DIV6);
RCC_AHBPeriphClock_Enable( RCC_AHBPERIPH_DMA1 , ENABLE);
RCC_APB2PeriphClock_Enable( RCC_APB2PERIPH_ADC1, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClock_Enable(RCC_APB1PERIPH_TIMER2, ENABLE);
}
{
GPIO_InitPara GPIO_InitStructure;
/* Configure PC0 (ADC Channel 10) as analog input */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_AN;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OTYPE_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PUPD_NOPULL;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_SPEED_50MHZ;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}
{
DMA_InitPara DMA_InitStructure;
DMA_DeInit( DMA1_CHANNEL1 );
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->RDTR ;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)AD_Value;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PERIPHERALSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 220;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PERIPHERALINC_DISABLE;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MEMORYINC_ENABLE;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PERIPHERALDATASIZE_HALFWORD;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MEMORYDATASIZE_HALFWORD;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_MODE_CIRCULAR;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
DMA_InitStructure.DMA_MTOM = DMA_MEMTOMEM_DISABLE;
DMA_Init( DMA1_CHANNEL1 , &DMA_InitStructure);
DMA_Enable( DMA1_CHANNEL1 , ENABLE);
}
{
TIMER_BaseInitPara TIM_TimeBaseStructure;
TIMER_OCInitPara TIM_OCInitStructure;
TIMER_BaseStructInit( &TIM_TimeBaseStructure );
TIM_TimeBaseStructure.TIMER_Period = 200;
TIM_TimeBaseStructure.TIMER_Prescaler = 5;
TIM_TimeBaseStructure.TIMER_ClockDivision = 0x0;
TIM_TimeBaseStructure.TIMER_CounterMode = TIMER_COUNTER_UP;
TIMER_BaseInit( TIMER2, &TIM_TimeBaseStructure );
TIM_OCInitStructure.TIMER_OCMode = TIMER_OC_MODE_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIMER_OutputState = TIMER_OUTPUT_STATE_ENABLE;
TIM_OCInitStructure.TIMER_Pulse = 100;
TIM_OCInitStructure.TIMER_OCPolarity = TIMER_OC_POLARITY_LOW;
TIMER_OC2_Init( TIMER2, &TIM_OCInitStructure );
}
{
ADC_InitPara ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode_Scan = ENABLE;
ADC_InitStructure.ADC_Mode_Continuous = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_Trig_External = ADC_EXTERNAL_TRIGGER_MODE_T2_CC2;
ADC_InitStructure.ADC_Data_Align = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
ADC_InitStructure.ADC_Channel_Number = 1;
ADC_Init(&ADC_InitStructure);
ADC_RegularChannel_Config( ADC_CHANNEL_10, 1, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
ADC_DMA_Enable(ENABLE);
ADC_ExternalTrigConv_Enable( ENABLE);
ADC_Enable(ENABLE);
ADC_Calibration();
}
}
while(1)
{
TIMER_Enable(TIMER2, ENABLE);
delay_ms(100);
printf("%3X\r\n", *AD_Value);
OLED_ShowNum(18,3,*AD_Value,4,16);
OLED_ShowNuma(18,6,*AD_Value*330/4096,4,16);
while( !DMA_GetBitState( DMA1_FLAG_TC1 ));
DMA_ClearBitState( DMA1_FLAG_TC1 );
TIMER_Enable(TIMER2, DISABLE);
}
}

复制代码

五、演示效果

在OLED屏上，同时以两种方式来显示采样值，一个以十进制数的方式，另一个是以电压值的方式，如图5所示。于此同时，通过虚拟串口在上位则可将接收的数据绘制成波形图，如图6所示。

糖悦之果飞 · 发表于 2016-6-8 16:00:07

不错，期待后面更精彩的分享！

jinglixixi · 发表于 2016-6-10 11:29:01

多谢了，后面会努力。

stary666 · 发表于 2016-8-3 16:56:02

0899 · 发表于 2016-8-7 22:14:08

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

enenge · 发表于 2016-8-7 23:05:48

学习一下

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