一、作品简介
(设计名称、作品照片、功能介绍等。)
本次作品设计了一款智能高频信号无线检测控制系统
对于高频信号的检测,比如我们人类听不到的声音,大于20kHZ的信号,需要用高频信号检测设备来检测这类高频信号,经过主频非常高的单片机做FFT变换,三角函数运算,显示测量结果,自带角度传感器,对于静态测量数据实现校准功能,通过无线wifi模块传输给手机APP终端显示
主要是需要进行数学运算,浮点运算,需要一定的算力,FFT变换,滤波器,F750可以胜任这个计算。校准数据时仪器的角度非常重要,选用加速度传感器MPU6050。最终的屏幕显示前端的实际波形,频谱,DB显示
二、硬件框图
(系统软硬件实现框图)
硬件采用STM32F750-DISCO评估板做主控,使用一个0到100K的模拟麦克风。经过放大+滤波给主控的AD采集,主控通过串口和ESP32链接上传到数据终端比如手机APP,硬件框图如下。
图1、硬件框图
软件采用cubemx作为基础软件平台,使用emwin设计界面。界面这块硬件需要用到LTDC
首先我们说一下什么是LTDC,这就不得不说屏幕接口的几种形态。
MCU屏,这种屏幕和主机连接的方法一般是用8080端口或者spi端口,这种屏幕有一种好处,那就是不用占用主机的RAM(运行内存),这是因为MCU屏自带了显存,我们只要把数据传输过去就行了
RGB屏幕:这种屏幕就是我们今天要用到的屏幕,这种屏幕不带显存,所有的显示部分都是由主机传输过去的。这导致我们使用这种屏幕需要花费大量的RAM才能正常运行。
LTDC的接口定义
LTDC有RGB三种颜色各八根数据线
LTDC有行列各一个刷新线
有一根CLK时钟线
有一根数据使能线
其中只有数据使能线有效的时候显示屏会接受显示信息。
LTDC接口控制器
由于cubemx这种好软件的存在,我们可以直接配置ltdc接口
DMA2D/chrom-ART
这个东西可以加速图形处理,直接开启并且默认操作即可.
其他串口和SPI接口的加速度传感器,还有AD采集就不一一分享,都是常用的外设。
三、简单功能说明
1、DSP库调用
在STM32CubeF7软件包里面既可以找到DSP库的文件有M0到M7的。调用相关的函数就行。
2.FFT
根据奈奎斯特定理采样率至少要大于数据频率的2倍,采用500K的采样率可以了,采样的点数2048就行了,我们对2048个数进行FFT变换,求出实部和虚部并计算出幅值。通过LCD显示,这就是频谱显示
这次的作品没办法提交了,本来10月份做完呢,结果郑州这边疫情很严重,小区封控了,板子都在公司呢,只能把基本的原理弄一下。
剩下主要就是ESP32这块了和实物调试了
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