【安富莱DSP教程】第45章 示波器设计—系统框架

席萌0209

特别说明：完整45期数字信号处理教程，原创高性能示波器代码全开源地址：链接


                          第45章 示波器设计—系统框架


    本章节主要是对示波器的系统框架做一个简单的介绍，后面会推出示波器的详细设计分析。示波器的
源码注释已经很详细，对框架有个了解之后看源码即可。
    45.1 ucos-iii任务分配
    45.2 示波器核心任务
    45.3 DAC实现方波的输出
    45.4 ADC实现数据的采集
    45.5 总结

45.1 uCOS-III任务分配


    主要创建了如下6个用户任务：
l AppTaskStart----启动任务
l AppTaskGUIUpdate---界面截图任务
l AppTaskCOM----留待以后升级使用
l AppTaskUserIF---留在以后升级使用
l AppTaskGUI------emWin任务
l AppTaskGUIRefresh---Led闪烁任务
下面主要对启动任务，界面截图任务，emWin任务，Led闪烁任务做一个介绍。

45.1.1 AppTaskStart—启动任务


    启动任务用于硬件驱动的初始化，系统滴答时钟的初始化以及触摸扫描和按键扫描，代码如下：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: AppTaskStart
4. *    功能说明: 这是一个启动任务，在多任务系统启动后，必须初始化滴答计数器(在BSP_Init中实现)
5. *    形    参: p_arg 是在创建该任务时传递的形参
6. *    返 回 值: 无
7. 优 先 级: 2
8. *********************************************************************************************************
9. */
10. static  void  AppTaskStart (void *p_arg)
11. {
12. OS_ERR   err;
13. uint8_t  ucCount = 0;
14. (void)p_arg;
15.      bsp_Init();
16.     CPU_Init();
17. BSP_Tick_Init();                        
19. #if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
20.      OSStatTaskCPUUsageInit(&err);   
21. #endif
23. #ifdef CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN
24.     CPU_IntDisMeasMaxCurReset();
25. #endif
27.     AppObjCreate();                                            
28.     AppTaskCreate();                                          
29.     while (1)
30. {                                         
31. /* 1ms一次触摸扫描 */
32. TOUCH_Scan();
33. /* 5ms一次按键检测 */
34. ucCount++;
35. if(ucCount == 5)
36. {
37. ucCount = 0;
38. bsp_KeyScan();
39. }
40. BSP_OS_TimeDlyMs(1);
41.     }
42. }

复制代码

45.1.2 AppTaskGUIUpdate—界面截图任务


    界面截图任务主要用于界面的截图并将图片以BMP格式保存到SD卡中。

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: AppTaskGUIUpdate
4. *    功能说明: 此任务主要实现截图功能.
5. *    形    参: p_arg 是在创建该任务时传递的形参
6. *    返 回 值: 无
7. 优 先 级: 3
8. *********************************************************************************************************
9. */
10. static void AppTaskGUIUpdate(void *p_arg)
11. {
12. OS_ERR      err;
13. uint8_t     Pic_Name = 0;
14. char buf[20];
15. CPU_BOOLEAN SemFlag;
17. (void)p_arg;
18.   
19. while(1)
20. {
21. SemFlag = BSP_OS_SemWait(&SEM_SYNCH, 0);
22. if(SemFlag == DEF_OK)
23. {
24. sprintf(buf,"0:/PicSave/%d.bmp",Pic_Name);
25. OSSchedLock(&err);
26. /* 如果SD卡中没有PicSave文件，会进行创建 */
27. result = f_mkdir("0:/PicSave");
28. /* 创建截图 */
29. result = f_open(&file,buf, FA_WRITE|FA_CREATE_ALWAYS);
30. /* 向SD卡绘制BMP图片 */
31. GUI_BMP_Serialize(_WriteByte2File, &file);
32. /* 创建完成后关闭file */
33.     result = f_close(&file);
34. OSSchedUnlock(&err);
35. Pic_Name++;
36. }                              
37. }   
38. }

复制代码

45.1.3 AppTaskGUI—GUI任务


    这个任务是示波器设计中最重要的任务，代码如下：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: AppTaskGUI
4. *    功能说明: GUI任务              
5. *    形    参：p_arg 是在创建该任务时传递的形参
6. *    返 回 值: 无
7. *   优 先 级：OS_CFG_PRIO_MAX - 4u
8. *********************************************************************************************************
9. */
10. static void AppTaskGUI(void *p_arg)
11. {
12.     (void)p_arg;     /* 避免编译器告警 */
13. while (1)
14. {
15. MainTask();      
16. }
17. }

复制代码

45.1.4 AppTaskGUIRefresh—Led闪烁任务


    这个任务主要通过LED的闪烁来指示系统的运行，代码如下：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: AppTaskGUIRefresh
4. *    功能说明: Led闪烁任务，表示系统运行            
5. *    形    参: p_arg 是在创建该任务时传递的形参
6. *    返 回 值: 无
7. *   优 先 级: OS_CFG_PRIO_MAX - 5u
8. *********************************************************************************************************
9. */
10. static void AppTaskGUIRefresh(void *p_arg)
11. {
12. (void)p_arg;     /* 避免编译器告警 */
13.   
14. while (1)
15. {
16.         BSP_OS_TimeDlyMs(200);
17. bsp_LedToggle(2);
18.     }      
19. }

复制代码

45.1.5 其余任务


    剩下的两个任务留着以后升级使用。

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: AppTaskCom
4. *    功能说明: 留待以后使用
5. *    形    参：p_arg 是在创建该任务时传递的形参
6. *    返 回 值: 无
7. 优 先 级：3
8. *********************************************************************************************************
9. */
10. static void AppTaskCOM(void *p_arg)
11. {
12.    (void)p_arg;
14. while(1)
15. {
16. /* 100s执行一次 */
17. BSP_OS_TimeDlyMs(1000000);
18. }                                    
19. }
21. /*
22. *********************************************************************************************************
23. *    函 数 名: AppTaskUserIF
24. *    功能说明: 留待以后使用。
25. *    形    参: p_arg 是在创建该任务时传递的形参
26. *    返 回 值: 无
27. 优 先 级: 2
28. *********************************************************************************************************
29. */
30. static void AppTaskUserIF(void *p_arg)
31. {
32. (void)p_arg;    /* 避免编译器报警 */
34. while (1)
35. {   
36. /* 100s执行一次 */
37.         BSP_OS_TimeDlyMs(1000000);         
38. }
39. }

复制代码

席萌0209

45.2 示波器核心任务


    emWin部分是示波器设计的核心任务，主要包括以下几个文件：

下面把这几个文件及其之间的关系做一个简单的说明。

45.2.1 MainTask.c—GUI主任务文件


    这个文件是示波器代码的核心文件，这个文件里面几个函数的关系搞清楚了，示波器的整体设计也就搞清楚了。下面把这个文件里面的几个函数简单的梳理下：
l 函数void MainTask(void)
代码如下：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: MainTask
4. *    功能说明: GUI主函数
5. *    形    参：无      
6. *    返 回 值: 无
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. void MainTask(void)
10. {
11. /* 开启所有窗口使用内存设备 */
12. WM_SetCreateFlags(WM_CF_MEMDEV);
13. GUI_Init();
14. /* 设置皮肤色 *************************************************************/
15. PROGBAR_SetDefaultSkin(PROGBAR_SKIN_FLEX);
16. FRAMEWIN_SetDefaultSkin(FRAMEWIN_SKIN_FLEX);
17. PROGBAR_SetDefaultSkin(PROGBAR_SKIN_FLEX);
18. BUTTON_SetDefaultSkin(BUTTON_SKIN_FLEX);
19. CHECKBOX_SetDefaultSkin(CHECKBOX_SKIN_FLEX);
20. DROPDOWN_SetDefaultSkin(DROPDOWN_SKIN_FLEX);
21. SCROLLBAR_SetDefaultSkin(SCROLLBAR_SKIN_FLEX);
22. SLIDER_SetDefaultSkin(SLIDER_SKIN_FLEX);
23. HEADER_SetDefaultSkin(HEADER_SKIN_FLEX);
24. RADIO_SetDefaultSkin(RADIO_SKIN_FLEX);
25. MULTIPAGE_SetDefaultSkin(MULTIPAGE_SKIN_FLEX);
26. /*
27. * 设置桌面窗口的回调函数
28. */
29. WM_SetCallback(WM_HBKWIN, _cbBkWin);
30. /* 初始化 DSO */
31. DSO_Init(1);
32. /* 波形显示和处理 */
33. DSO_Graph();      
34. }

复制代码

这个函数里面最主要的就是DSO_Init(1)函数和DSO_Graph()两个函数。
l 函数DSO_Graph
    这个函数是示波器的主函数，示波器任何函数都是通过这个函数直接或者间接的进行调用。这个函数主要有两个
功能，一个是ADC数据的处理并在TFT上显示出来，另一个是按键消息的处理，详细大家看代码即可，代码注释已经比较详细。
l 函数 _Draw
    这个函数通过函数GUI_MEMDEV_Draw进行调用的，主要是实现绘制波形和波形区的虚线方框。
l 函数 _cbBkWin
    桌面窗口的回调函数，主要是用于示波器界面右侧8个按钮的回调消息处理，用来打开8个按钮所对应的的对话框。

45.2.2 MainTask.h—所有DSO相关文件的头文件


    这个文件是所以DSO相关文件的头文件，方便各个文件进行调用，代码如下：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *                                      
4. *    模块名称 : GUI各个部分的总头文件
5. *    文件名称 : MainTask.c
6. *    版    本 : V1.0
7. *    说    明 : GUI界面主函数
8. *    修改记录 :
9. *     版本号    日期          作者        说明
10. *     v1.0    2015-01-05    Eric2013      首发
11. *
12. *    Copyright (C), 2015-2016, 安富莱电子 www.armfly.com
13. *
14. *********************************************************************************************************
15. */
17. #ifndef __MainTask_H
18. #define __MainTask_H
20. #include "stdlib.h"
21. #include "GUI.h"
22. #include "DIALOG.h"
23. #include "WM.h"
24. #include "BUTTON.h"
25. #include "CHECKBOX.h"
26. #include "DROPDOWN.h"
27. #include "EDIT.h"
28. #include "FRAMEWIN.h"
29. #include "LISTBOX.h"
30. #include "MULTIEDIT.h"
31. #include "RADIO.h"
32. #include "SLIDER.h"
33. #include "TEXT.h"
34. #include "PROGBAR.h"
35. #include "SCROLLBAR.h"
36. #include "LISTVIEW.h"
37. #include "GRAPH.h"
38. #include "MENU.h"
39. #include "MULTIPAGE.h"
40. #include "ICONVIEW.h"
41. #include "TREEVIEW.h"
42. #include "MESSAGEBOX.h"
44. #include "ff.h"
45. #include "diskio.h"
47. #include "arm_math.h"
48. #include "arm_const_structs.h"
50. /*
51. *********************************************************************************************************
52. *                                      宏定义
53. *********************************************************************************************************
54. */        
55. #define LCD_YSIZE 480
56. #define LCD_XSIZE 630
58. /* 定义波形的显示界面区域 600*400 */
59. #define DSOSCREEN_STARTX     40     /* 波形显示的X起始位置 */
60. #define DSOSCREEN_STARTY     40        /* 波形显示的Y起始位置 */
61. #define DSOSCREEN_ENDX      639     /* 波形显示的X结束位置 */
62. #define DSOSCREEN_ENDY      439     /* 波形显示的Y结束位置 */
63. #define DSOSCREEN_LENGTH    600     /* 波形显示的Y结束位置 */
65. #define ATT_COUNT            10      /* 定义支持的10种幅值单位 */  
67. #define TIME_COUNT            21      /* 定义支持的21种采样率 */
69. #define WM_TextUpDate  WM_USER + 1  /* 自定义一个回调函数的消息，用于界面数据的更新 */
71. /*
72. *********************************************************************************************************
73. *                                      变量
74. *********************************************************************************************************
75. */
76. extern const char *g_AttText[];                  /* 10种幅度单位 */
77. extern const char *g_TimeTable[];                /* 采样率，从2Msps到1Ksps 对应的时基 */
78. extern const char *g_MeasureTable[];             /* 示波器当前实际支持的测量值 */
79. extern const uint16_t g_CursorUintTable[][2];    /* 测量游标数据显示格式 */
80. extern const uint16_t g_AttTable[ATT_COUNT][2];  /* 采样率衰减倍数表 */
82. extern GUI_RECT rClient;       /* 用于显示示波器的logo */
83. extern GUI_RECT rRunMode;      /* 用于显示运行状态，运行和暂停 */
84. extern GUI_RECT rTrigMode;     /* 用于显示触发模式，自动触发和正常触发 */
85. extern GUI_RECT rTrigValue;    /* 用于显示自动和正常的触发数组 */
86. extern GUI_RECT rButState;     /* 当前按键需要调节的状态 */
87. extern GUI_RECT rRefPos;       /* 示波器最左侧波形参考的位置区域 */
88. extern GUI_RECT rTrigPos;      /* 6KB数据查询  */
90. extern const GUI_POINT aPointsTrigBrowser[3];  /* 6k数据中，波形显示的起始位置 */
91. extern const GUI_POINT aPointsTrig[7];         /* 波形显示区右侧边上触发值箭头 */
92. extern const GUI_POINT aPoints[5];             /* 波形显示区左侧边上波形显示的参考位置 */
94. extern uint8_t  g_ucLineStyle;  /* 默认是实线绘制波形 */
95. extern int8_t  Ch1AmpId;        /* 从g_AttText中选择每个方格表示的幅值 */            
96. extern int8_t  TimeBaseId;      /* 选择相应采样率 */
98. extern uint8_t g_ucMeasureFlag[30];  /* 示波器支持的30种测量值标志 */
100. /* 存储平均值，峰峰值，频率，最小值和最大值的变量 */
101. extern float32_t   g_WaveMean;
102. extern float32_t   g_WavePkPk;
103. extern float32_t   g_WaveFreq;
104. extern float32_t   g_WaveMax;
105. extern float32_t   g_WaveMin;
107. /* 用于水平测量和垂直测量游标，下面是初始化的默认值 */
108. extern uint16_t g_usCursorStep;
109. extern int16_t  g_sCursorHA;
110. extern int16_t  g_sCursorHB;
111. extern int16_t  g_sCursorVA;
112. extern int16_t  g_sCursorVB;
113. extern float32_t  g_WaveCursorA;
114. extern float32_t  g_WaveCursorB;
116. extern uint8_t hWinRunStopFlag;  /* 0:表示运行，1：表示暂停 */
118. extern uint16_t TriggerFlag;     /* 0：用于自动触发，1,2：用于普通触发 */
120. /* 用于水平测量和垂直测量游标 */
121. extern uint16_t  g_usTriPos;   
122. extern uint16_t  g_usTriStep;
123. extern int16_t   g_usCurTriPos;
124. extern int16_t   g_usCurTriStep;
125. extern float32_t g_ufTrigValue;
126. extern uint16_t  g_usTrigValue;  
127. extern uint32_t  g_ulTrigTimeLine;
130. extern uint16_t  g_usRefPos;          /* 左侧的参考位置，默认开机后是中间位置 */
131. extern uint8_t hWinButStateFlag;      /* 8种按键功能状态 */
132. extern uint16_t g_usWaveBuf[1024*6];  /* 示波器缓存 */
133. extern uint16_t g_usWaveBuf1[1024*6];
135. extern uint8_t hWinCoursorFlag;     /* 0:不显示测量窗口，1：显示测量窗口 */
136. extern uint8_t  g_ucFFTDispFlag;    /* FFT波形显示，0：表示显示，1：表示不显示 */
137. extern uint8_t  g_ucFirFlter_Step100KHz;   /* 0：表示不执行滤波，1：表示100KHz，2：表示200KHz，，以此类推 */
138. extern uint8_t  g_ucFirFlter_Step10KHz;    /* 0：表示不执行滤波，1：表示10KHz， 2：表示20KHz，，以此类推 */
139. extern uint8_t  g_ucFirFlter_Step1KHz;     /* 0：表示不执行滤波，1：表示1KHz，  2：表示2KHz，，以此类推 */
140. extern uint8_t  g_ucWaveRefreshFlag;       /* 0：表示不执行波形区域的刷新，1：表示执行波形区域的刷新 */
141. /*
142. *********************************************************************************************************
143. *                                      fatfs
144. *********************************************************************************************************
145. */
146. /* 供外部文件调用的fatfs变量 */
147. extern FRESULT result;
148. extern FIL file;
149. extern FILINFO finfo;
150. extern DIR DirInf;
151. extern UINT bw;
152. extern FATFS fs;
153. extern FATFS fs_nand;
154. extern FATFS fs_usb;
155. extern char *_acBuffer2;
157. /* BMP图片生成 */
158. extern void _WriteByte2File(U8 Data, void * p);
160. /* 用于BMP图片的显示 */
161. uint8_t  _ShowBMP(const char * sFilename);
163. /*
164. *********************************************************************************************************
165. *                                      窗口句柄
166. *********************************************************************************************************
167. */
168. extern WM_HWIN hWinAmp;         /* 用于显示幅度的窗口 */
169. extern WM_HWIN hWinStatus;      /* 用于显示频率，平均值，峰峰值，最大值等信息 */
170. extern WM_HWIN hWinScale;       /* 用于显示采样率 */
172. /* 8个按钮句柄 */
173. extern BUTTON_Handle hButton0;
174. extern BUTTON_Handle hButton1;
175. extern BUTTON_Handle hButton2;
176. extern BUTTON_Handle hButton3;
177. extern BUTTON_Handle hButton4;
178. extern BUTTON_Handle hButton5;
179. extern BUTTON_Handle hButton6;
180. extern BUTTON_Handle hButton7;
182. /*
183. *********************************************************************************************************
184. *                                      供外部文件调用的函数
185. *********************************************************************************************************
186. */
187. /* 创建幅度，时基和状态窗口 */
188. extern WM_HWIN CreateWindowAmplitude(void);
189. extern WM_HWIN CreateWindowScale(void);
190. extern WM_HWIN CreateWindowStatus(void);
192. /* 示波器界面初始化 */
193. extern void DSO_Init(uint8_t ucCreateFlag);
195. /* 按钮创建的对话框 */
196. extern WM_HWIN DSO_CreateMeasureDlg(void);
197. extern WM_HWIN DSO_CreateInspectorDlg(void);
198. extern WM_HWIN DSO_CreateAcquireDlg(void);
199. extern WM_HWIN DSO_CreateTrigerDlg(void);
200. extern WM_HWIN DSO_CreateMathDlg(void);
201. extern WM_HWIN DSO_CreateSettingsDlg(void);
202. extern WM_HWIN DSO_CreateDacDlg(void);
203. extern WM_HWIN DSO_CreateReturnDlg(void);
205. /* 示波器界面绘制 */
206. extern void DSO_DrawBakFrame(void);
207. extern void DSO_DrawCursorH(void);
208. extern void DSO_DrawCursorV(void);
210. /* Fir 滤波 */
211. extern void DSO_FirFilter_Step100KHz(void);
212. extern void DSO_FirFilter_Step10KHz(void);
213. extern void DSO_FirFilter_Step1KHz(void);
214. #endif
216. /***************************** 安富莱电子 www.armfly.com (END OF FILE) *********************************/

复制代码

45.2.3 App_SysFunction.c—界面截图


        这个文件主要是示波器界面截图。实现截图的主要函数如下：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: _WriteByte2File()
4. *    功能说明: 写文件到SD卡或者其他存储介质
5. *    形    参：Data 要写的数据， p 指向FIL类型变量      
6. *    返 回 值: 无
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. void _WriteByte2File(U8 Data, void * p)
10. {
11. result = f_write (p, &Data, 1, &bw);
12. }

复制代码

这个函数是被emWin函数GUI_BMP_Serialize所调用。

45.2.4 DSO_Init.c—初始化


        这个文件里面的函数DSO_Init()主要是实现示波器整个界面的初始化，初始化内容如下：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: DSO_Init
4. *    功能说明: 示波器主界面初始化
5. *    形    参：ucCreateFlag  1:表示需要创建按键和窗口等。
6. *                           0:不需要创建。
7. *    返 回 值: 无
8. *********************************************************************************************************
9. */
10. void DSO_Init(uint8_t ucCreateFlag)
11. {
12. char buf[10];
13. uint32_t ulTrigPos;
14. /* 第1步：刷新背景*********************************************************************/
15. GUI_SetBkColor(0x905040);
16.       GUI_Clear();
17. /* 第2步：显示基本的信息***************************************************************/
18.     GUI_SetColor(GUI_WHITE);
19.     GUI_SetFont(&GUI_Font8x16x1x2);
20. GUI_DispStringInRect("Eric2013", &rClient, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
21. /* 按键K2 :设置波形显示运行或暂停 */
22. if(hWinRunStopFlag == 0)
23. {
24. GUI_DispStringInRect("Run", &rRunMode, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
25. }
26. else
27. {
28. GUI_DispStringInRect("Stop", &rRunMode, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
29. }
30. /* 按键K3 :设置普通触发方式或自动触发 */
31. if(TriggerFlag == 0)
32. {
33. GUI_DispStringInRect("Auto", &rTrigMode, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
34. }
35. else
36. {
37. GUI_DispStringInRect("Trig", &rTrigMode, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
38. }
39. /* 第3步：显示自动触发的触发电压**********************************************************/
40. g_ufTrigValue = 240 - g_usTriPos;
41. g_ufTrigValue = g_ufTrigValue * g_AttTable[Ch1AmpId][1] / 50000;
42. sprintf(buf, "%5.3fV", g_ufTrigValue);
43. GUI_DispStringInRect(buf, &rTrigValue, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
44. /* 显示上升沿触发的标志 */
45. GUI_DrawHLine(rTrigValue.y1-10, rTrigValue.x0+10, rTrigValue.x0 + 19);
46. GUI_DrawLine(rTrigValue.x0 + 19, rTrigValue.y1-10, rTrigValue.x0+30, rTrigValue.y0+8);
47. GUI_DrawHLine(rTrigValue.y0+8, rTrigValue.x0+31, rTrigValue.x0 + 41);
48. /* 第4步：设置摇杆按键的调节状态，并将其显示出来******************************************/
49. if(hWinButStateFlag == 0)
50. {
51. GUI_DispStringInRect("ChangeSampleFreq", &rButState, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
52. }
53. else if(hWinButStateFlag == 1)
54. {
55. GUI_DispStringInRect("ChangeAmplitude", &rButState, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
56. }
57. else if(hWinButStateFlag == 2)
58. {
59. GUI_DispStringInRect("ChangeRefPos", &rButState, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
60. }
61. else if(hWinButStateFlag == 3)
62. {
63. GUI_DispStringInRect("ChangeCursorVA", &rButState, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
64. }
65. else if(hWinButStateFlag == 4)
66. {
67. GUI_DispStringInRect("ChangeCursorVB", &rButState, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
68. }
69. else if(hWinButStateFlag == 5)
70. {
71. GUI_DispStringInRect("ChangeCursorHA", &rButState, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
72. }
73. else if(hWinButStateFlag == 6)
74. {
75. GUI_DispStringInRect("ChangeCursorHB", &rButState, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
76. }
77. else if(hWinButStateFlag == 7)
78. {
79. GUI_DispStringInRect("ChangeTrigger", &rButState, GUI_TA_HCENTER | GUI_TA_VCENTER);
80. }
81.     /* 第5步：实现波形的放缩***************************************************************/
82. GUI_SetBkColor(GUI_BLACK);
83. GUI_ClearRect(210, 6, 470, 33);
84. GUI_SetColor(GUI_YELLOW);
85. GUI_DrawHLine(20,220, 220+239);
86. GUI_DrawHLine(21,220, 220+239);
87. GUI_SetColor(0x0040f0);
88. /* 自动触发模式 */
89. if(TriggerFlag == 0)
90. {
91. ulTrigPos = (g_usCurTriStep + g_usCurTriPos) * 240;
92. }
93. /* 普通触发模式 */
94. else
95. {
96. ulTrigPos = (2772 + g_usCurTriStep)*240;
97. }
98. /* 根据上面求得数据的触发位置来更新屏上的触发图标位置 */
99. ulTrigPos = ulTrigPos / 6144;
100. GUI_FillPolygon(&aPointsTrigBrowser[0], GUI_COUNTOF(aPointsTrigBrowser), ulTrigPos+220, 13);
101. /* 记录专门的触发位置 */
102. GUI_SetColor(GUI_RED);
103. GUI_DrawPixel(326, 20);
104. GUI_DrawPixel(326, 21);
105. GUI_DrawPixel(327, 20);
106. GUI_DrawPixel(327, 21);
107. GUI_DrawPixel(328, 20);
108. GUI_DrawPixel(328, 21);
109. GUI_DrawPixel(329, 20);
110. GUI_DrawPixel(329, 21);
111. GUI_DrawPixel(330, 20);
112. GUI_DrawPixel(330, 21);
114. /* 第6步：波形显示区的边框*************************************************************/
115. GUI_SetColor(0XEBCD9E);
116. GUI_DrawRect(DSOSCREEN_STARTX - 1,   /* Upper left X-position. */
117.       DSOSCREEN_STARTY - 1,  /* Upper left Y-position. */
118.               DSOSCREEN_ENDX + 1,    /* Lower right X-position. */
119.               DSOSCREEN_ENDY + 1);   /* Lower right Y-position. */
121. GUI_SetColor(0XB37F63);
122. GUI_DrawRect(DSOSCREEN_STARTX - 2,   /* Upper left X-position. */
123.       DSOSCREEN_STARTY - 2,  /* Upper left Y-position. */
124.               DSOSCREEN_ENDX + 2,    /* Lower right X-position. */
125.               DSOSCREEN_ENDY + 2);   /* Lower right Y-position. */
126.   
127. /* 根据需要是否需要重新创建按键和窗口 */
128. if(ucCreateFlag == 1)
129. {
130. /* 第7步：创建状态窗口*************************************************************/
131. hWinAmp = CreateWindowAmplitude();
132. hWinStatus = CreateWindowStatus();
133. hWinScale = CreateWindowScale();
134. /*
135. * 创建定时器，其功能是经过指定周期后，向指定窗口发送消息。
136. * 该定时器与指定窗口相关联。
137. */
138. WM_CreateTimer(hWinStatus,   /* 接受信息的窗口的句柄 */
139.    0,              /* 用户定义的Id。如果不对同一窗口使用多个定时器，此值可以设置为零。 */
140.    500,          /* 周期，此周期过后指定窗口应收到消息*/
141.    0);             /* 留待将来使用，应为0 */
143. /* 第6步：创建需要的按钮*************************************************************/
144. hButton0 = BUTTON_Create(670, 40, 100, 45, GUI_ID_BUTTON0, WM_CF_SHOW);
145. BUTTON_SetText(hButton0, "Measure");
146. BUTTON_SetFont(hButton0, &GUI_Font20B_ASCII);
148. hButton1 = BUTTON_Create(670, 90, 100, 45, GUI_ID_BUTTON1, WM_CF_SHOW);
149. BUTTON_SetText(hButton1, "Inspector");
150. BUTTON_SetFont(hButton1, &GUI_Font20B_ASCII);
152. hButton2 = BUTTON_Create(670, 140, 100, 45, GUI_ID_BUTTON2, WM_CF_SHOW);
153. BUTTON_SetText(hButton2, "Acquire");
154. BUTTON_SetFont(hButton2, &GUI_Font20B_ASCII);
155. hButton3 = BUTTON_Create(670, 190, 100, 45, GUI_ID_BUTTON3, WM_CF_SHOW);
156. BUTTON_SetText(hButton3, "Trigger");
157. BUTTON_SetFont(hButton3, &GUI_Font20B_ASCII);
159. hButton4 = BUTTON_Create(670, 240, 100, 45, GUI_ID_BUTTON4, WM_CF_SHOW);
160. BUTTON_SetText(hButton4, "Math");
161. BUTTON_SetFont(hButton4, &GUI_Font20B_ASCII);
162. hButton5 = BUTTON_Create(670, 290, 100, 45, GUI_ID_BUTTON5, WM_CF_SHOW);
163. BUTTON_SetText(hButton5, "Settings");
164. BUTTON_SetFont(hButton5, &GUI_Font20B_ASCII);
166. hButton6 = BUTTON_Create(670, 340, 100, 45, GUI_ID_BUTTON6, WM_CF_SHOW);
167. BUTTON_SetText(hButton6, "DAC");
168. BUTTON_SetFont(hButton6, &GUI_Font20B_ASCII);
169. hButton7 = BUTTON_Create(670, 390, 100, 45, GUI_ID_BUTTON7, WM_CF_SHOW);
170. BUTTON_SetText(hButton7, "Return");
171. BUTTON_SetFont(hButton7, &GUI_Font20B_ASCII);
172. }
173. /* 第8步：显示参考坐标*************************************************************/
174. GUI_SetColor(GUI_YELLOW);
175. GUI_FillPolygon(&aPoints[0], GUI_COUNTOF(aPoints), 5, g_usRefPos);
176. GUI_SetColor(GUI_BLACK);
177.     GUI_SetFont(&GUI_Font24_ASCII);
178. GUI_SetTextMode(GUI_TEXTMODE_TRANS);
179. GUI_DispCharAt('1', 10, g_usRefPos - 10);
180. }

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45.2.5 DSO_MeasureDlg.c—测量对话框


    这个文件主要用创建如下对话框：

45.2.6 DSO_InspectorDlg.c—对话框


    这个文件主要用创建如下对话框，此文件实现的对话框还未开发，留待以后升级使用：

45.2.7 DSO_AcquireDlg.c—对话框


    这个文件主要用创建如下对话框，此文件实现的对话框还未开发，留待以后升级使用：

45.2.8 DSO_TriggerDlg.c—对话框


    这个文件主要用创建如下对话框，此文件实现的对话框还未开发，留待以后升级使用：

45.2.9 DSO_MathDlg.c—Fir低通滤波器设置对话框


    这个文件主要用于Fir低通滤波器的截止频率配置，创建对话框如下：

45.2.10 DSO_SettingsDlg.c—设置对话框


    这个文件主要用于设置对话框的创建。

45.2.11 DSO_DacDlg.c—对话框


    这个文件主要用创建如下对话框，此文件实现的对话框还未开发，留待以后升级使用：

45.2.12 DSO_ReturnDlg.c—对话框


    这个文件主要用创建如下对话框，此文件实现的对话框还未开发，留待以后升级使用：

45.2.13 DSO_DrawBakFrame.c—绘制波形区的虚线方格


    这个文件用于创建如下虚线方格（不包括波形显示）：

45.2.14 DSO_DrawCursorH.c—水平测量游标


    这个文件用于创建如下水平测量游标：

45.2.15 DSO_DrawCursorV.c—垂直测量游标


    这个文件用于创建如下垂直测量游标：

45.2.16 DSO_AmplititudeWindow.c—幅值窗口


    这个文件用于创建如下窗口：

45.2.17 DSO_ScaleWindow.c—时基窗口


    这个文件用于创建如下窗口：

45.2.18 DSO_StatusWindow.c—测量值窗口


    这个文件用于创建如下窗口：

45.2.19 DSO_FirFilter_Step1KHz—Fir低通滤波



45.2.20 DSO_FirFilter_Step10KHz—Fir低通滤波



45.2.21 DSO_FirFilter_Step100KHz—Fir低通滤波


    上面的三项主要用于Fir低通滤波器的实现。

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45.3 DAC实现方波的输出


    DAC输出方波的配置要注意初始化的顺序，顺序错误了，方波是无法输出的，还有就是不用的MDK优化等级，DAC配置时的顺序也不一样，这个应该是DAC库的一个bug。

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: bsp_InitDAC
4. *    功能说明: DAC初始化
5. *    形    参: 无
6. *    返 回 值: 无
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. void bsp_InitDAC(void)
10. {   
11.     uint8_t i;
13. /* 用缓存放一个周期的方波 */
14. for(i =0; i < 32; i++)
15. {
16. g_usWaveBuff[i] = 0;
17. }
18. for(i =0; i < 32; i++)
19. {
20. g_usWaveBuff[i+32] = 2048;
21. }
22. /* MDK优化等级为1的时候，DAC初始化顺序，不同的优化等级，
23.    不同的输出顺序容易操作DAC无法输出波形。
24.    这个问题要引起大家的特别注意！！。
25. */
26. DAC_Ch1_WaveConfig();
27. DAC_GPIOConfig();
28.     TIM6_Config();
29. }

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45.4 ADC实现数据的采集


    ADC的驱动主要注意两个问题，一个是ADC数据采集的关闭或者开启一定要保证同步，要不会出现采集数据的混乱，
还有就是由于没有使用官方的3ADC快速交替采样，官方的快速交替采用使用定时器触发采集出的数据效果不好，抖动
较大(特别是使用定时改变不同的采样频率时) 。现在采用的每个ADC都是用定时器单独的触发，并把触发数据分开，分
成三等分，每个时刻实现一个ADC的触发。

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: TIM1_Config
4. *    功能说明: 配置定时器1，用于触发ADC1，ADC2和ADC3。
5. *             当外部触发信号被选为ADC规则或注入转换时，只有它的上升沿可以启动转换。
6. *    形    参: 无
7. *    返 回 值: 无
8. *********************************************************************************************************
9. */
10. static void TIM1_Config(void)
11. {
12.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
13.     TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
14.    
15. /* 使能定时器1 */
16.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
17.    
18. /* 先禁能再配置 */
19.     TIM_Cmd(TIM1, DISABLE);
20.     /*
21.      ********************************************************************************
22.     system_stm32f4xx.c 文件中 void SetSysClock(void) 函数对时钟的配置如下：
24.     HCLK = SYSCLK / 1     (AHB1Periph)
25.     PCLK2 = HCLK / 2      (APB2Periph)
26.     PCLK1 = HCLK / 4      (APB1Periph)
28.     因为APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = PCLK1 x 2 = SystemCoreClock / 2;
29.     因为APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = PCLK2 x 2 = SystemCoreClock;
31.     APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14
32.     APB2 定时器有 TIM1, TIM8 ,TIM9, TIM10, TIM11
33.          
34.     TIM1 更新周期是 = TIM1CLK / （TIM_Period + 1）/（TIM_Prescaler + 1）
35.     ********************************************************************************
36.     */
37.     TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);        //初始化定时器1的寄存器为复位值
38.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period =  168000000/g_SampleFreqTable[TimeBaseId][0] - 1;    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = g_SampleFreqTable[TimeBaseId][1]-1;    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;                    //CR1->CKD时间分割值
39.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;     //CR1->CMS[1:0]和DIR定时器模式 向上计数
40.     TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);
42.     /**************ADC1的触发***********************************************/
43.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;      //CCER 输出使能         
44.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period/3;    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;           //CCER输出极性设置
45.     TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
46. /**************ADC2的触发***********************************************/
47. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;        
48.     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;     
49.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period*2/3;
50.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;         
51.     TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
52. /**************ADC3的触发***********************************************/
53. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;        
54.     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;     
55.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period-1;
56.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;         
57.     TIM_OC3Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
58.     //TIM_OC3PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);     //CMR2 设置预装载使能  更新事件产生时写入有效
59.     //TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);                  //CR1  设置ARR自动重装 更新事件产生时写入有效
60.     TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
61.     /* 使能PWM输出 */
62.     TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);  
63. }

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下面是DMA的开启和关闭，一定要保证按照如下的顺序进行，且这些函数不能省略一个，要不重新开启DMA数据将无法再次传输。

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: DMA_Open
4. *    功能说明: 使能ADC1，ADC2，ADC3的DMA
5. *    形    参: 无
6. *    返 回 值: 无
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. void ADC_DMA_Open(void)
10. {
11.     DMA_InitTypeDef       DMA_InitStructure;
13. /* DMA2 Stream1 channel1 配置用于ADC3 **************************************/
14.     DMA_DeInit(DMA2_Stream1);
15. DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_2;  
16. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)ADC3_DR_ADDRESS;
17. DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)&ADC3ConvertedValue;
18. DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;
19. DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1024*10;
20. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
21. DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
22. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
23. DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
24. DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
25. DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
26. DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;         
27. DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;
28. DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
29. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
30. DMA_Init(DMA2_Stream1, &DMA_InitStructure);
31.     DMA_Cmd(DMA2_Stream1, ENABLE);
32. /* DMA2 Stream2 channel1 配置用于ADC2 **************************************/
33.     DMA_DeInit(DMA2_Stream2);  /* 在DMA的DMA_Mode_Normal模式，一定要使用这个函数，循环模式可以不用 */
34. DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_1;  
35. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)ADC2_DR_ADDRESS;
36. DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)&ADC2ConvertedValue;
37. DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;
38. DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1024*10;
39. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
40. DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
41. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
42. DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
43. DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
44. DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
45. DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;         
46. DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;
47. DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
48. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
49. DMA_Init(DMA2_Stream2, &DMA_InitStructure);
50.     DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE);
51. /* DMA2 Stream0 channel0 配置用于ADC1 **************************************/
52.     DMA_DeInit(DMA2_Stream0);
53. DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_0;  
54. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)ADC1_DR_ADDRESS;
55. DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)&ADC1ConvertedValue;
56. DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;
57. DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1024*10;
58. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
59. DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
60. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
61. DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
62. DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
63. DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
64. DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;         
65. DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;
66. DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
67. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
68. DMA_Init(DMA2_Stream0, &DMA_InitStructure);
69.     DMA_Cmd(DMA2_Stream0, ENABLE);
71. ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);
73. /* 使能 ADC3 --------------------------------------------------------------*/
74. ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);
75. ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);
77. /* 使能 ADC2 --------------------------------------------------------------*/
78. ADC_Cmd(ADC2, ENABLE);
79. ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);
81. /* 使能 ADC1 --------------------------------------------------------------*/
82. ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
84. /**定时器配置,一定要重新的初始化从而保证同时触发 **/
85. TIM1_Config();
87. /* 只有在普通触发模式在启动TIM8的计时功能 */
88. if(TriggerFlag != 0)
89. {
90. Time8Recorder();
91. }
92. }
94. /*
95. *********************************************************************************************************
96. *    函 数 名: DMA_Close
97. *    功能说明: 关闭ADC1，ADC2，ADC3及其DMA
98. *    形    参: 无
99. *    返 回 值: 无
100. *********************************************************************************************************
101. */
102. void ADC_DMA_Close()
103. {
104. TIM_Cmd(TIM1, DISABLE);
105. DMA_Cmd(DMA2_Stream1, DISABLE);
106. DMA_Cmd(DMA2_Stream0, DISABLE);
107. DMA_Cmd(DMA2_Stream2, DISABLE);
108. /* 禁止 ADC1 ---------------------------------------------------------------------*/
109. ADC_Cmd(ADC1, DISABLE);
111. /* 禁止 ADC2 ---------------------------------------------------------------------*/
112. ADC_Cmd(ADC2, DISABLE);
113. /* 禁止 ADC3 ---------------------------------------------------------------------*/
114. ADC_Cmd(ADC3, DISABLE);
115. }

复制代码

席萌0209

45.5总结
示波器的框架设计就跟大家讲解这么多，后续后推出示波器的详细设计教程。有兴趣的可以直接看源码即可，源码注释已经比较详细。

zhouh1991122

期待楼主的 示波器的详细设计教程 ，顶