STM32F407 Discovery是一款由意法半导体(STMicroelectronics)推出的开发板,用于帮助开发者快速上手STM32F407系列微控制器。这个开发板包含了一颗高性能的STM32F407VGT6芯片,该芯片基于ARM Cortex-M4内核,具备浮点运算单元(FPU)以及高速存储器,适用于各种嵌入式应用。STM32F407Discovery板上还配备了多种外围设备,如LED、按键、LCD显示屏、USB接口等,方便开发者进行功能验证和系统测试。 "STM32f407discovry例程"是针对这款开发板的一系列示例程序,它们旨在演示STM32F407的各种功能和特性,帮助开发者了解如何在实际项目中使用这些功能。这些例程通常涵盖了基础的外设驱动,如GPIO(通用输入输出)、定时器、ADC(模数转换器)、UART(通用异步收发传输器)等,以及更复杂的功能如CAN(控制器局域网络)、SPI(串行外围接口)、I2C(集成电路互连)等通信协议。 在"STM32F4-Discovery_FW_V1.1.0"这个压缩包中,开发者可以找到与STM32F407 Discovery开发板相关的固件库和示例代码。固件库包含了STM32F4系列微控制器的HAL(硬件抽象层)和LL(低层)驱动,这两个层次的驱动库为用户提供了不同级别的抽象,使得编写驱动代码变得更加简洁和高效。HAL库提供了一套标准化的API(应用程序接口),适合快速开发,而LL库则更接近硬件,对于需要优化性能或节省资源的应用更为合适。 在探索这些例程时,开发者会接触到STM32CubeMX配置工具,这是一个强大的初始化代码生成器,可以自动配置微控制器的外设、中断、时钟树等,并生成对应的C代码。通过STM32CubeMX,开发者可以快速地设置项目环境,减少了手动编写配置代码的时间。 STM32F407 Discovery例程中的每个示例都会包含以下部分: 1. **初始化代码**:设置系统时钟、GPIO引脚配置、中断服务函数等。 2. **外设操作**:例如,控制LED的亮灭、读取按钮状态、使用ADC采集模拟信号等。 3. **通信协议实现**:例如,通过UART发送接收数据、通过SPI或I2C与外部设备通信。 4. **RTOS(实时操作系统)集成**:如FreeRTOS,演示如何在多任务环境中运行程序。 5. **其他高级功能**:如DMA(直接存储器访问)、浮点运算、USB设备或主机功能等。 通过对这些例程的学习和实践,开发者能够熟练掌握STM32F407微控制器的使用,进而在自己的项目中实现更复杂的功能。同时,这也为开发者提供了深入理解嵌入式系统、C语言编程以及微控制器硬件交互的基础。
2025-04-14 19:42:33 22.39MB STM32f407
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在雷达、导航等军事领域中,由于信号带宽宽,要求ADC的采样率高于30MSPS,分辨率大于10位。目前高速高分辨率ADC器件在采样率高于10MSPS时,量化位数可达14位,但实际分辨率受器件自身误差和电路噪声的影响很大。在数字通信、数字仪表、软件无线电等领域中应用的高速ADC电路,在输入信号低于1MHz时,实际分辨率可达10位,但随输入信号频率的增加下降很快,不能满足军事领域的使用要求。 ADC(Analog-to-Digital Converter)是将模拟信号转换为数字信号的关键部件,在现代电子系统中扮演着至关重要的角色。高速高分辨率ADC尤其在雷达、导航等军事领域中有着广泛的应用,因为这些系统通常需要处理宽频带信号,对ADC的采样率和分辨率有较高要求。通常,采样率需超过30MSPS(百万样本每秒),分辨率至少为10位。当前的高速高分辨率ADC技术已经能够实现超过10MSPS采样率时的14位量化位数。 然而,实际分辨率受到ADC器件本身的误差和电路噪声的影响。在数字通信、数字仪表和软件无线电等领域,当输入信号频率较低时,例如低于1MHz,可以达到10位的分辨率,但随着输入信号频率的增加,分辨率会迅速下降,无法满足军事应用的需求。 本篇文章重点探讨了在不依赖过采样、数字滤波和增益自动控制等高级技术的情况下,如何提高高速高分辨率ADC的实际分辨率,以最大程度地接近ADC器件自身的理论分辨率,进而提升ADC电路的信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)。 ADC的信噪比是衡量其性能的重要指标,它直接影响到转换结果的精度。有效位数(Effective Number of Bits, ENOB)常用来表示ADC的实际分辨率。对于不采用过采样的情况,ENOB与ADC的信噪失真比(SINAD)有关,公式(1)给出了ENOB与SINAD的关系。SNR则是指输入信号有效值与ADC输出信号噪声的有效值之比,它与总谐波失真(THD)有关。当THD恒定时,SNR越高,ENOB越大。 影响ADC SNR的因素众多,包括量化误差(量化噪声)、非线性误差(如积分非线性误差INL和微分非线性误差DNL)、孔径抖动以及热噪声等。量化误差是ADC固有的,非理想ADC的量化间隔不均匀(DNL)会导致SNR下降。孔径抖动是由采样时钟不稳定引起的,它导致信号采样不一致,进而引入误差。热噪声源自半导体器件内部的分子热运动。 理想ADC的SNR可以通过计算量化噪声与输入信号电压有效值的比例得到,而实际ADC的SNR还会受到DNL、孔径抖动和热噪声等的影响。DNL会导致量化间隔不均匀,从而增加噪声;孔径抖动引起信号非均匀采样,增加误差;热噪声主要来源于半导体材料的热运动,对SNR也有负面影响。 通过深入理解这些影响因素,并在电路设计和器件选择上进行优化,文章中提出了一种高速高分辨率ADC电路。实测结果显示,当输入信号频率分别为0.96MHz和14.71MHz时,该电路的实际分辨率分别达到了11.36位和10.88位,显著提高了在高频信号下的转换精度。 提高ADC的信噪比和实际分辨率是一项复杂的任务,涉及到理论分析、电路设计和器件选择等多个层面。通过不断优化,可以克服高速高分辨率ADC在处理高频信号时分辨率下降的问题,从而更好地服务于军事和其他对信号质量有严格要求的领域。
2025-04-11 09:54:42 166KB ADC信噪比 高分辨率 ADC电路
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STM32F407实现Modbus主机从机双角色协议栈移植与FreeRTOS集成,开源协议ucModbus源码分享,STM32F407上移植Modbus主机从机双角色协议栈,Keil5工程源代码,编译成功的工程,可以移植到其他单片机上。 1. 平台:STM32F407 2. 采用FreeRTOS实时操作系统,代码结构清晰 3. 采用ucModbus开源协议,支持Modbus主机和从机,可根据需要调用 4. Modbus主机从机双角色协议栈 ,核心关键词:STM32F407; Modbus主机从机双角色协议栈; Keil5工程源代码; 移植; FreeRTOS实时操作系统; ucModbus开源协议。,STM32F407上实现FreeRTOS+ucModbus的Modbus双角色协议栈移植工程
2025-04-10 22:29:28 448KB 开发语言
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stm32f407_dm9161_drv: 使用STM32F4来实现dm9161的驱动程序,采用stm32 ETH的寄存器实现了读写函数,然后使用读写函数编写dm9161的驱动代码,实现其初始化参数的能。
2025-04-08 15:43:46 42.71MB stm32
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基于ZYNQ的FPGA数据DMA传输至以太网教学框架:高效实现数据采集与千兆网传输,适用于工程师与在校学生。,基于zynq的以太网传输工程教学。 内容:这是一个框架 将fpga获得的数据通过dma存入ddr 再从处理器端将数据从ddr读取并通过千兆网传输给电脑 意义:作为一个开发框架 继续这个框架可以半天就能实现数据采集功能 对于基于adc或者dac项目的验证开发非常高效 缩短开发周期 今后类似项目全部可以复用 重新开发工作量小于20% 适合人群:模拟半导体芯片的测试或应用工程师、FPGA ZYNQ需要的嵌入式工程师或者在校学生老师 FPGA工程 + vitis rtos 工程 + 工程说明文档 ,基于zynq;以太网传输;数据采集;fpga开发;zynq应用;框架复用。,基于Zynq的FPGA以太网传输教学框架:快速实现数据采集与复用开发
2025-04-07 19:52:45 136KB
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STM32F407是意法半导体推出的一款高性能、低功耗的微控制器,广泛应用于各种嵌入式系统设计。在本项目中,我们关注的是如何将SPI接口的Flash设备与FatFS 0.15文件系统进行整合,使得STM32F407能够读写存储在SPI Flash中的文件。FatFS是一个轻量级的文件系统模块,适用于资源有限的嵌入式系统,而SPI Flash是一种常见的非易失性存储器,通过SPI接口与微控制器通信。 要进行移植工作,你需要了解FatFS的基本结构和工作原理。FatFS支持FAT12、FAT16和FAT32这三种文件系统格式,它提供了标准的C语言接口,如fopen、fread、fwrite等,方便开发者进行文件操作。FatFS的核心组件包括diskio驱动层和ff.h头文件中的文件系统管理函数。在STM32F407上,你需要实现diskio驱动层,这个层是FatFS与硬件之间的接口,负责完成磁盘I/O操作。 对于SPI Flash,我们需要编写一个驱动程序,该驱动程序应包括初始化、读/写扇区、擦除扇区等基本操作。这些操作通常涉及到SPI初始化、发送命令序列和处理响应。例如,向SPI Flash写入数据时,可能需要先发送擦除命令,然后发送写入命令,最后通过SPI接口传输数据。在STM32CubeMX或类似的配置工具中,你可以配置SPI接口的时钟、引脚复用和中断设置。 接下来,配置FatFS的配置文件ffconf.h。在这个文件中,你可以根据实际需求调整各种参数,比如最大文件数、最大路径长度、日期/时间功能等。此外,还需要指定物理驱动器号(如0号驱动器)和对应的diskio驱动函数。 移植步骤大致如下: 1. 定义SPI Flash的相关寄存器和操作函数。 2. 实现diskio驱动层的函数,如disk_initialize、disk_status、disk_read、disk_write、disk_ioctl等。 3. 修改ffconf.h,根据实际需求配置FatFS。 4. 将FatFS的源代码添加到工程中,并包含所需的头文件。 5. 在主程序中初始化SPI Flash和FatFS,调用f_mount挂载文件系统。 6. 测试文件系统的读写功能,如f_open、f_write、f_read、f_close等。 在myFATS压缩包中,可能包含了示例代码、配置文件和其他辅助资源,用于帮助你完成上述步骤。这些文件应当按照工程结构进行组织,例如src目录下存放源代码,inc目录下存放头文件,而Makefile或类似文件用于构建项目。 STM32F407与SPI Flash结合FatFS 0.15文件系统,可以实现丰富的文件操作功能,为嵌入式应用提供强大的数据存储支持。在移植过程中,理解硬件接口、软件框架以及两者之间的交互至关重要。通过不断调试和优化,你将能够成功地在STM32F407上运行起文件系统,为项目开发带来便利。
2025-04-07 16:28:18 1.18MB
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AD5676驱动代码,stm32f407通过SPI驱动AD5676。 本驱动: 1、基于FreeRTOS系统; 2、stm32f407单片机可直接使用; 接口介绍: int AD5676_init(void); HAL_StatusTypeDef AD5676_set_value(uint8_t ch, uint16_t value); HAL_StatusTypeDef AD5676_power_up(uint8_t ch); 在当今的电子技术领域中,数据采集与处理系统的开发是工程师们经常面临的挑战之一。随着工业与消费电子产品的智能化、网络化的发展,精密、高效率的数据采集系统需求日益增长。在此背景下,AD5676作为一款高性能的数模转换器(DAC),在高精度模拟输出应用中具有广泛应用。而STM32F407微控制器作为ST公司生产的高性能ARM Cortex-M4核心微控制器系列中的明星产品,以其强大的处理能力和丰富的外设资源,成为了许多开发者选择的控制核心。而SPI(串行外设接口)作为一种常见的通信协议,在数据采集系统中被广泛采用。 本文所涉及的“AD5676驱动代码,stm32f407通过SPI驱动AD5676采集数据”正是针对上述应用场景,提供了专门的软件驱动解决方案。该驱动代码基于FreeRTOS操作系统,这是一款广泛应用于嵌入式领域的实时操作系统,它的引入为开发者提供了任务调度、同步、中断管理等功能,极大的简化了多任务处理的设计难度,提高了系统整体的执行效率和稳定性。 驱动代码提供了以下几个核心函数: 1. int AD5676_init(void):该函数用于初始化AD5676模块。在开始数据采集之前,必须先进行初始化操作,确保AD5676模块能够正常工作。初始化过程可能包括配置SPI通信参数、设置DAC的工作模式以及校准等步骤。 2. HAL_StatusTypeDef AD5676_set_value(uint8_t ch, uint16_t value):该函数用于设置AD5676的输出值。其中,ch参数代表通道,即选择哪一个通道进行数据写入,value参数代表需要设置的数字量值。通过这个函数,STM32F407能够控制AD5676输出指定的电压或电流信号。 3. HAL_StatusTypeDef AD5676_power_up(uint8_t ch):该函数用于控制AD5676的上电操作。它允许开发者根据实际需要打开或关闭指定通道的电源,以节省功耗或根据需要进行通道切换。 通过这些函数的实现,stm32f407微控制器可以有效地通过SPI与AD5676进行通信,并对AD5676进行配置与控制,实现数据采集和模拟输出功能。此外,由于该驱动代码是基于FreeRTOS操作系统的,它也可以在多任务的环境下运行,为开发者提供了更大的灵活性来构建复杂的系统。 该驱动代码的推出,无疑为希望利用AD5676和STM32F407构建高效数据采集系统的开发者提供了一个强大的工具。无论是工业控制系统、高精度测试设备,还是智能家居产品,这套驱动代码都能够帮助工程师快速地实现系统原型,并进一步推动产品从概念到市场化的进程。
2025-04-07 15:18:47 953B
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This dissertation proposes three circuit design techniques for successive-approximation register (SAR) analog-to-digital converters (ADCs). According to the measurement results of the proof-of-concept prototypes, the proposed techniques are able to improve the operating speed and achieve excellent energy efficiency. The proposed techniques and chip measurement results are sketched as follows: The first technique is a monotonic capacitor switching procedure. Compared to converters that use the conventional procedure, the average switching energy and total sampling capacitance are reduced by about 81.3% and 50%, respectively. A 10-bit, 50-MS/s SAR ADC with the proposed monotonic capacitor switching procedure is implemented in a 0.13-μm 1P8M CMOS technology. The prototype ADC consumes 0.92 mW from a 1.2-V supply, and the effective number of bit (ENOB) is 8.48 bits. The resulting figure of merit (FOM) is 52 fJ/conversion-step. However, the signal-dependent offset caused by the variation of the input common-mode voltage degrades the linearity of ADC. We proposed an improved comparator design to avoid the linearity degradation. Besides, to avoid a clock signal with frequency higher than sampling rate, we used an asynchronous control circuit to internally generate the necessary control signals. The revised prototype is also implemented in a 0.13-μm 1P8M CMOS technology. It consumes 0.826 mW from a 1.2-V supply and achieves an ENOB of 9.18 bits. The resultant FOM is 29 fJ/conversion-step.
2025-04-04 20:42:28 3.09MB ADC
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STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制 STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制,轻松跑上 2M 波特率。 STM32 中一般的 DMA 传输方向有内存->内存、外设->内存、内存->外设。通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART),在嵌入式开发中一般称为串口,通常用于中、低速通信场景,波特率低有 6400 bps,高能达到 4~5 Mbps。 在 STM32 中使用 DMA 收发数据,可以节约可观的 CPU 处理时间。特别是在高速、大数据量的场景中,DMA 是必须的,而双缓冲区、空闲中断以及 FIFO 数据缓冲区也是非常重要的成分。 在本文中,我们将使用 STM32CubeMX 配置串口,首先使能高速外部时钟,然后设置时钟树。接下来配置串口,选择一个串口,设置模式为 Asynchronous,设置波特率、帧长度、奇偶校验以及停止位长度。然后添加接收和发送的 DMA 配置,注意在 RX 中将 DMA 模式改为 Circular,这样 DMA 接收只用开启一次,缓冲区满后 DMA 会自动重置到缓冲区起始位置,不再需要每次接收完成后重新开启 DMA。 在串口收到数据之后,DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时,就会产生中断(空闲中断、半满中断、全满中断),程序会进入回调函数以处理数据。全满中断和半满中断都很好理解,就是串口 DMA 的缓冲区填充了一半和填满时产生的中断。而空闲中断是串口在上一帧数据接收完成之后在一个字节的时间内没有接收到数据时产生的中断,即总线进入了空闲状态。 现在网络上大部分教程都使用了全满中断加空闲中断的方式来接收数据,不过这存在了一定的风险:DMA 可以独立于 CPU 传输数据,这意味着 CPU 和 DMA 有可能同时访问缓冲区,导致 CPU 处理其中的数据到中途时 DMA 继续传输数据把之前的缓冲区覆盖掉,造成了数据丢失。所以更合理的做法是借助半满中断实现乒乓缓存。 乒乓缓存是指一个缓存写入数据时,设备从另一个缓存读取数据进行处理;数据写入完成后,两边交换缓存,再分别写入和读取数据。这样给设备留足了处理数据的时间,避免缓冲区中旧数据还没读取完又被新数据覆盖掉的情况。 但是出现了一个小问题,就是 STM32 大部分型号的串口 DMA 只有一个缓冲区,要怎么实现乒乓缓存呢?没错,半满中断。现在,一个缓冲区能拆成两个来用了。看这图我们再来理解一下上面提到的三个中断:接受缓冲区的前半段填满后触发半满中断,后半段填满后触发全满中断;而这两个中断都没有触发,但是数据包已经结束且后续没有数据时,触发空闲中断。 举个例子:向这个缓冲区大小为 20 的程序传送一个大小为 25 的数据包,它会产生三次中断,如下图所示。程序实现原理介绍完成,感谢 ST 提供了 HAL 库,接下来再使用 C 语言实现它们就很简单了。首先开启串口 DMA 接收。 #define RX_BUF_SIZE 20 uint8_t USAR_RX_Buf[RX_BUF_SIZE]; 在上面的例子中,我们定义了一个大小为 20 的缓冲区 USAR_RX_Buf,並将其设置为串口 DMA 的接收缓冲区。然后,我们可以使用 HAL 库提供的函数来开启串口 DMA 接收。 HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); 在串口收到数据之后,DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时,就会产生中断(空闲中断、半满中断、全满中断),程序会进入回调函数以处理数据。在回调函数中,我们可以将数据写入 FIFO 中供应用读取。 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { // 将数据写入 FIFO 中 FIFO_Put(USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); } 在上面的例子中,我们使用 HAL 库提供的回调函数 HAL_UART_RxCpltCallback 来处理数据。在这个函数中,我们将数据写入 FIFO 中供应用读取。这样,我们就可以轻松地实现高速的串口收发机制。 使用 STM32 HAL 库可以轻松地实现高速的串口收发机制,轻松跑上 2M 波特率。同时,我们还可以使用乒乓缓存和空闲中断来避免数据丢失和提高系统的可靠性。
2025-04-04 19:14:28 1.22MB stm32
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基于FPGA的Cortex-M3 MCU系统:带AHB APB总线与UART硬件RTL源码,支持ARMGCC与SWD仿真调试,扩展功能丰富的MCU开发平台(暂不含DMA和高级定时器),基于FPGA的Cortex-M3 MCU系统:RTL源码工程,含AHB APB总线、UART串口、四通道定时器,配套仿真与驱动,可扩展用户程序与IP调试功能(非DMA和高级定时器版本),FPGA上实现的cortex-m3的mcu的RTL源码,加AHB APB总线以及uart的硬件RTL源代码工程 使用了cortex-m3模型的mcu系统,包含ahb和apb总线,sram,uart,四通道基本定时器,可以跑armgcc编译的程序。 带有swd的仿真模型。 可以使用vcs进行swd仿真读写指定地址或寄存器。 带有的串口uart rtl代码,使用同步设计,不带流控。 带有配套的firmware驱动,可以实现收发数据的功能。 带有的四通道基本定时器,可以实现定时中断,具有自动reload和单次两种模式。 用于反馈环路实现、freertos和lwip等时基使用。 暂时不包括架构图中的DMA,高级定时器和以太网,后期
2025-04-02 15:33:06 11.35MB 柔性数组
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