简易示波器

实物展示！

注：本工程基于硬木课堂开源工程（https://oshwhub.com/damihuang/AFE03）二次开发

充放电电路的实现：

充放电芯片使用IP5306，该芯片支持USB 5V直接充电，电池放电直接升压为5V，使用十分方便。外接的4个LED可以表示电池的充放电容量。

模拟输入通道介绍：

包括了电阻分压和运算放大器实现的信号调理，和比较器实现的方波输出（供触发和测频使用）。

INA、INB：示波器的输入端，口袋仪器发出模拟信号与此处连接，这里通过电阻串联分压实现1MΩ的输入阻抗，并产生两个信号供选择，一个输入衰减1/8，一个衰减为1/40。

gain：选通开关，选择衰减1/8或衰减为1/40的信号进入第一级同相放大器，同相放大器完成两个工作，第一是将同相端输入信号放大两倍，二是将放大后的信号平移1.65V，计算公式为Vo = 1.65 + 2*Vi。因此，对应电路整体增益为1/4倍或1/10倍。

AnalogA、AnalogB：经过同相放大器放大和平移后的模拟信号与STM32H750开发板连接，进入H750的ADC中；

TrigerA、TrigerB：AnalogA、AnalogB与直流参考电平（由H750的一路DAC产生）经过比较器后产生的方波信号，进入STM32H750的定时器进行测频。

DAC_OUT2: 直流参考电平，通过STM32H750配置内部DAC2发出。

模拟输出通道介绍：

包括了电阻分压和运算放大器实现的信号调理，和比较器实现的方波输出（供触发和测频使用）。

STM32H750的DAC1输出的范围为0-3.3V的波形。

两阶RC滤波器，实现低通滤波器功能。

电阻分压和缓冲器，将5V输入变为低阻的2V输出，后续放大-5倍用于平移输出信号。

输出放大器，完成两个功能，第一将同相端输入放大6倍，第二将放大6倍后信号平移-10V后输出，计算公式为Vo=-10+6*Vi;

分压网络，用于输出小信号时利用模拟电路分压来获得好的效果。

比较器电路：

为了实现触发功能和频率计功能，我们在板上设计了两路比较器通道，将两路模拟输入通道进入ADC前的波形转换为方波信号给H750的定时器输入使用。这里之所以使用进入ADC前的波形进行比较，是因为进入ADC的波形经过前端模拟电路调理已经落到已知的0-3.3V范围之内，这样比较器的比较门限容易设计。

如上图，H750利用内部的DAC2输出一个0-3.3V的直流，来和进入ADC前的通道2波形进行比较，将通道2的波形变为方波，这样H750的定时器功能就可以利用方波信号进行中断处理和定时器捕获处理。