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效果：
1.介绍
一直想搞一个示波器，今天发现手头上有一款灵动的开发板，而且上面刚好有3个电位器，似乎电位器是灵动的标配，先拿这个练练手。
2.设计
首先需要一款屏幕，手头上有一款非常常用的OLED屏幕，屏幕的分辨率是128x64的，虽然分辨率不高，但是做个简易示波器还是够用的，由于直接接的芯片的ADC管脚，所以检测的电压只有0~3.3V，不过这个对于一般情况还是够用的。
首先来看看这款【MM32F032 eMiniBoard】开发板上的资源，还是非常丰富的，我这款和图片上这款外部资源是一样的，除了主控不一样。
图1
这里选择官方的LibSamples中I2C的【I2C_EEPROM_Polling】进行项目修改，需要先将屏幕给驱动起来，先实现IIC通信，这里采用软件IIC，先试试效果。
图2
/*
@brief 延迟1us
@param 无
@retval 无
*/
static void delay(unsigned char num)
{
//uint8_t i = 5;
//while(num--)
//{
// while(i--);
//}
//__nop();
__nop();
}
/*
@brief 初始化OLED与单片机的IO接口
@param 无
@retval 无
*/
void OLED_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //选择控制的引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //设置为通用开漏输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置输出速率为50MHz
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //调用库函数初始化GPIOA
OLED_SCLK_Set(); //设PB6（SCL）为高电平
OLED_SDIN_Set(); //设PB7（SDA）为高电平
}
/*
@brief 模拟IIC起始信号
@param 无
@retval 无
*/
void OLED_IIC_Start(void)
{
OLED_SCLK_Set(); //时钟线置高
OLED_SDIN_Set(); //信号线置高
delay(1); //延迟1us
OLED_SDIN_Clr(); //信号线置低
delay(1); //延迟1us
OLED_SCLK_Clr(); //时钟线置低
delay(1); //延迟1us
}
/*
@brief 模拟IIC停止信号
@param 无
@retval 无
*/
void OLED_IIC_Stop(void)
{
OLED_SDIN_Clr(); //信号线置低
delay(1); //延迟1us
OLED_SCLK_Set(); //时钟线置高
delay(1); //延迟1us
OLED_SDIN_Set(); //信号线置高
delay(1); //延迟1us
}
/*
@brief 模拟IIC读取从机应答信号
@param 无
@retval 无
*/
static unsigned char IIC_Wait_Ack(void)
{
unsigned char ack;
OLED_SCLK_Clr(); //时钟线置低
delay(1); //延迟1us
OLED_SDIN_Set(); //信号线置高
delay(1); //延迟1us
OLED_SCLK_Set(); //时钟线置高
delay(1); //延迟1us
if(OLED_READ_SDIN()) //读取SDA的电平
ack = IIC_NO_ACK; //如果为1，则从机没有应答
else
ack = IIC_ACK; //如果为0，则从机应答
OLED_SCLK_Clr();//时钟线置低
delay(1); //延迟1us
return ack; //返回读取到的应答信息
}
/*
@brief IIC写入一个字节
@param IIC_Byte：写入的字节
@retval 无
*/
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
unsigned char i; //定义变量
for(i=0;i<8;i++) //for循环8次
{
OLED_SCLK_Clr(); //时钟线置低，为传输数据做准备
delay(1); //延迟1us
if(IIC_Byte & 0x80) //读取最高位
OLED_SDIN_Set();//最高位为1
else
OLED_SDIN_Clr(); //最高位为0
IIC_Byte <<= 1; //数据左移1位
delay(1); //延迟1us
OLED_SCLK_Set(); //时钟线置高，产生上升沿，把数据发送出去
delay(1); //延迟1us
}
OLED_SCLK_Clr(); //时钟线置低
delay(1); //延迟1us
while(IIC_Wait_Ack()); //从机应答
}
#ifndef _I2C_SOFTWARE_H
#define _I2C_SOFTWARE_H
#include "hal_device.h"
#include "hal_conf.h"
#include "stdio.h"
#define OLED_SCLK_Set() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6) //PB6（SCL）输出高
#define OLED_SCLK_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6) //PB6（SCL）输出低
#define OLED_SDIN_Set() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7) //PB7（SDA）输出高
#define OLED_SDIN_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7) //PB7（SDA）输出高
#define OLED_READ_SDIN() GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_7) //读取PB7（SDA）电平
#define IIC_ACK 0 //应答
#define IIC_NO_ACK 1 //不应答
void OLED_GPIO_Init(void);
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte);
void OLED_IIC_Start(void);
void OLED_IIC_Stop(void);
#endif
然后就是屏幕的显示了，这里创建一块显存用于存储屏幕需要显示的内容。
//OLED的显存
//存放格式如下.
//[0]0 1 2 3 ... 127
//[1]0 1 2 3 ... 127
//[2]0 1 2 3 ... 127
//[3]0 1 2 3 ... 127
//[4]0 1 2 3 ... 127
//[5]0 1 2 3 ... 127
//[6]0 1 2 3 ... 127
//[7]0 1 2 3 ... 127
uint16_t OLED_GRAM[128][8];
//更新显存到LCD
void OLED_Refresh_Gram(void)
{
uint8_t i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //设置页地址（0~7）
OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //设置显示位置—列低地址
OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //设置显示位置—列高地址
for(n=0;n<128;n++)
OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA);
}
}
然后就是屏幕的初始化了，这一步参照官方的即可。
/*
@brief OLED初始化函数
@param 无
@retval 无
*/
void OLED_Init(void)
{
#if Software_IIC_EN
OLED_GPIO_Init(); //GPIO口初始化,软件i2c
#else
I2CInitMasterMode();
#endif
delay_ms(200); //延迟，由于单片机上电初始化比OLED快，所以必须加上延迟，等待OLED上复位完成
OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD); //关闭显示
OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD); //设置时钟分频因子,震荡频率
OLED_WR_Byte(80,OLED_CMD); //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率
OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD); //设置驱动路数
OLED_WR_Byte(0X3F,OLED_CMD); //默认0X3F(1/64)
OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD); //设置显示偏移
OLED_WR_Byte(0X00,OLED_CMD); //默认为0
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD); //设置显示开始行 [5:0],行数.
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD); //电荷泵设置
OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD); //bit2，开启/关闭
OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD); //设置内存地址模式
OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD); //[1:0],00，列地址模式;01，行地址模式;10,页地址模式;默认10;
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD); //段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127;
OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD); //设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数
OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD); //设置COM硬件引脚配置
OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD); //[5:4]配置
OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); //对比度设置
OLED_WR_Byte(0xEF,OLED_CMD); //1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮)
OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD); //设置预充电周期
OLED_WR_Byte(0xf1,OLED_CMD); //[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2;
OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD); //设置VCOMH 电压倍率
OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD); //[6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc;
OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD); //全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏)
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD); //设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示
OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); //开启显示
OLED_Clear();
}
/****************************************************************************
* 名称：GUI_HLine()
* 功能：画水平线。
* 入口参数： x0 水平线起点所在列的位置
* y0 水平线起点所在行的位置
* x1 水平线终点所在列的位置
* color 显示颜色(对于黑白色LCM，为0时灭，为1时显示)
* 出口参数：无
* 说明：对于单色、4级灰度的液晶，可通过修改此函数作图提高速度，如单色LCM，可以一次更
* 新8个点，而不需要一个点一个点的写到LCM中。
****************************************************************************/
void GUI_HLine(uint16_t x0, uint8_t y0, uint16_t x1, uint8_t color)
{
uint8_t temp;
if(x0>x1) // 对x0、x1大小进行排列，以便画图
{
temp = x1;
x1 = x0;
x0 = temp;
}
do
{
OLED_DrawPoint(x0, y0, color); // 逐点显示，描出垂直线
x0++;
}
while(x1>=x0);
}
/****************************************************************************
* 名称：GUI_RLine()
* 功能：画垂直线。
* 入口参数： x0 垂直线起点所在列的位置
* y0 垂直线起点所在行的位置
* y1 垂直线终点所在行的位置
* color 显示颜色
* 出口参数：无
* 说明：对于单色、4级灰度的液晶，可通过修改此函数作图提高速度，如单色LCM，可以一次更
* 新8个点，而不需要一个点一个点的写到LCM中。
****************************************************************************/
void GUI_RLine(uint16_t x0, uint8_t y0, uint8_t y1, uint8_t color)
{
uint8_t temp;
if(y0>y1) // 对y0、y1大小进行排列，以便画图
{
temp = y1;
y1 = y0;
y0 = temp;
}
do
{
OLED_DrawPoint(x0, y0, color); // 逐点显示，描出垂直线
y0++;
}
while(y1>=y0);
}
/****************************************************************************
* 名称：GUI_Line()
* 功能：画任意两点之间的直线。
* 入口参数： x0 直线起点的x坐标值
* y0 直线起点的y坐标值
* x1 直线终点的x坐标值
* y1 直线终点的y坐标值
* color 显示颜色(对于黑白色LCM，为0时灭，为1时显示)
* 出口参数：无
* 说明：操作失败原因是指定地址超出有效范围。
****************************************************************************/
void GUI_Line(uint32_t x0, uint32_t y0, uint32_t x1, uint32_t y1,uint8_t color)
{
int32_t dx; // 直线x轴差值变量
int32_t dy; // 直线y轴差值变量
int8_t dx_sym; // x轴增长方向，为-1时减值方向，为1时增值方向
int8_t dy_sym; // y轴增长方向，为-1时减值方向，为1时增值方向
int32_t dx_x2; // dx*2值变量，用于加快运算速度
int32_t dy_x2; // dy*2值变量，用于加快运算速度
int32_t di; // 决策变量
dx = x1-x0; // 求取两点之间的差值
dy = y1-y0;
/* 判断增长方向，或是否为水平线、垂直线、点 */
if(dx>0) // 判断x轴方向
{ dx_sym = 1; // dx>0，设置dx_sym=1
}
else
{ if(dx<0)
{ dx_sym = -1; // dx<0，设置dx_sym=-1
}
else
{ // dx==0，画垂直线，或一点
GUI_RLine(x0, y0, y1, color);
return;
}
}
if(dy>0) // 判断y轴方向
{ dy_sym = 1; // dy>0，设置dy_sym=1
}
else
{ if(dy<0)
{ dy_sym = -1; // dy<0，设置dy_sym=-1
}
else
{ // dy==0，画水平线，或一点
GUI_HLine(x0, y0, x1, color);
return;
}
}
/* 将dx、dy取绝对值 */
dx = dx_sym * dx;
dy = dy_sym * dy;
/* 计算2倍的dx及dy值 */
dx_x2 = dx*2;
dy_x2 = dy*2;
/* 使用Bresenham法进行画直线 */
if(dx>=dy) // 对于dx>=dy，则使用x轴为基准
{ di = dy_x2 - dx;
while(x0!=x1)
{
OLED_DrawPoint(x0, y0, color);
x0 += dx_sym;
if(di<0)
{ di += dy_x2; // 计算出下一步的决策值
}
else
{ di += dy_x2 - dx_x2;
y0 += dy_sym;
}
}
OLED_DrawPoint(x0, y0, color); // 显示最后一点
}
else // 对于dx<dy，则使用y轴为基准
{ di = dx_x2 - dy;
while(y0!=y1)
{
OLED_DrawPoint(x0, y0, color);
y0 += dy_sym;
if(di<0)
{ di += dx_x2;
}
else
{ di += dx_x2 - dy_x2;
x0 += dx_sym;
}
}
OLED_DrawPoint(x0, y0, color); // 显示最后一点
}
}
vu16 ADCVAL;
float fValue = 0;
float fValue_last = 0;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] This function is main entrance.
/// @param None.
/// @retval 0.
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int main(void)
{
uint8_t x_axis = 0;
float y_axis = 0;
DELAY_Init();
ADC1SingleChannelInit();
OLED_Init();
OLED_Clear();
OLED_ShowString(16,0,(uint8_t *)"Oscilloscope");// OLED TEST
GUI_Line(0, 17, 127, 17, 1);
OLED_Refresh_Gram();
while(1) //无限循环
{
ADCVAL = GetAdcAverage(5);
fValue = ((float)ADCVAL / 4095) * 44; //use 3.3V as VDD
OLED_ShowNum(0, 18, fValue / 44 * 3300, 4, 16);
GUI_Line(x_axis, 64 - fValue_last, x_axis + 1, 64 - fValue, 1);
fValue_last = fValue;
OLED_Refresh_Gram();
x_axis++;
y_axis++;
if(x_axis >= 127)
{
x_axis = 0;
OLED_Fill(0, 18, 127, 63, 0);
}
}
}
3.演示
先接上OLED屏幕，接线如下图所示。
图3
接线完成后如下图所示。
图4
给屏幕来个特写，左上角显示的是电压的值，波形显示电压的变化。
图5
4.总结
虽然只用到了IIC和ADC的功能，但是整个设计下来还是需要一些基础的，后续会在这块开发板上扩张其他功能，大家想实现哪些功能可以在下方留言！
源码（放在例程目录下）：
SimpleOscilloscope.zip
(2.82 MB)
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