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使用STM32串口模块配合SerialChart实现虚拟示波器功能_stm32虚拟示波器,通过串口,无需屏幕

作者：繁依Fanyi0 | 2024-04-17 16:49:33

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stm32虚拟示波器,通过串口,无需屏幕

1、硬件连接

单片机IO口配置

2、上位机系统环境

要用Windows系统，（XP 32bit亦可）。下载好SerialChart-0.3.4。

我使用的是Keil MDK 4 + STM32CubeMX。

SerialChart配置文件：

  1. [_setup_]
  2. port=COM9   
  3. baudrate=115200
  4.  
  5. width=1000
  6. height=400
  7. background_color = white
  8.  
  9. grid_h_origin = 0
  10. grid_h_step = 10
  11. grid_h_color = #EEE
  12. grid_h_origin_color = #000
  13.  
  14. grid_v_origin = 0
  15. grid_v_step = 10
  16. grid_v_color = #EEE
  17. grid_v_origin_color = #000
  18.  
  19. [_default_]
  20. min=-8
  21. max=8
  22.  
  23. [interval]
  24. color=transparent
  25. min=0
  26. max=100000
  27.  
  28. [InVolt]
  29. color=blue
  30.  
  31. [InCurr]
  32. color=red
  33.  
  34. [InPwr]
  35.  
  36. [OutVolt]
  37. color=black
  38.  
  39. [OutCurr]
  40. color=orange
  41.  
  42. [OutPwr]
  43.  
  44.  
  45. [an3]
  46. color=transparent
  47. min=0
  48. max=1023

[_setup_]里：port口请选择正确的COM口，打开设备管理器确认，或者打开串口调试助手（我使用的是ATK-XCOM V2.0），即可查看对应的COM口。波特率baudrate=115200，这个参数要和STM32的对应。

[_default_]是默认参数的大小。这个范围外的界面无法显示。

[interval]以及以下的就是数据的配置，数据的名称可自由配置。[interval]是第一列数据。[InVolt]是第二列数据。[InCurr]是第三列数据。以此类推。因为当时我用这个配置文件，显示输入电流、输入电压、输出电流、输出电压，所以用这个英文名字。可以随意改的，与数据显示无关系的。

我使用的数据是：第一列是时间戳，第二列开始是CH1，第三列是CH2。

例子：SerialChart会显示一包数据：20180110083138,1.2931,0.0758

其中第一个数据是时间戳，指当前时刻是2018年1月10日8:31:38。第二个数据是CH1=1.2931V，第三个数据是CH2=0.0758V。

另外要注意在配置ADC_DMA时候，DMA要配置成Circular才可以调用HAL_ADC_Start_DMA()。如果还是DMA Mode Normal，会进入硬件hardfault_handler。不知道为什么。

3、STM32程序

参数声明：

  1. float b_PirRaw,b_PirFltr;
  2. char s_PirRaw[10];
  3. char s_PirFltr[10];
  4.  
  5. uint32_t b_date, b_month, b_year, b_hour, b_minute, b_second, b_day;
  6. char s_time[25];
  7. char a_date[2], a_month[2], a_year[4], a_hour[2], a_minute[2], a_second[2];
  8.

3.1 main主函数:

  1. int main(void)
  2. {
  3.  
  4.   while (1)
  5.   {
  6.  
  7.   /* USER CODE END WHILE */
  8.  
  9.   /* USER CODE BEGIN 3 */
  10.         if(flag_100ms==1)
  11. 	{
  12. 	    flag_100ms=0;
  13. 	    SerialDisplay();        //数据通过串口发送出去
  14. 	}
  15.         if(flag_1s==1)
  16.         {    
  17.             flag_1s=0;
  18.             UpdateDateTime();        //更新时间
  19.         }
  20.   }
  21.   /* USER CODE END 3 */
  22.  
  23. }

3.2 SerialDisplay():

  1.  
  2. void SerialDisplay(void)
  3. {
  4.     s_time[0] = a_year[0];
  5.     s_time[1] = a_year[1];
  6.     s_time[2] = a_year[2];
  7.     s_time[3] = a_year[3];
  8.     s_time[4] = a_month[0];
  9.     s_time[5] = a_month[1];
  10.     s_time[6] = a_date[0];
  11.     s_time[7] = a_date[1];
  12.     s_time[8] = a_hour[0];
  13.     s_time[9] = a_hour[1];
  14.     s_time[10] = a_minute[0];
  15.     s_time[11] = a_minute[1];
  16.     s_time[12] = a_second[0];
  17.     s_time[13] = a_second[1];
  18.     s_time[14] = '\0';
  19. 		
  20.     float2str(b_PirRaw, 2, s_PirRaw);    //将float转换为str
  21.     float2str(b_PirFltr, 2, s_PirFltr);    //将float转换为str
  22.  
  23.     strcpy(a_UartTxBuf, s_time);        //将s_time复制至a_UartTxBuf
  24.     strcat(a_UartTxBuf, ",");           //这句语句效果是a_UartTxBuf += ","
  25.     strcat(a_UartTxBuf, s_PirRaw);      //这句语句效果是a_UartTxBuf += s_PirRaw
  26.     strcat(a_UartTxBuf, ",");  
  27.     strcat(a_UartTxBuf, s_PirFltr);
  28.     strcat(a_UartTxBuf, "\r\n");        //一个数据包的结尾是"\r\n"，同时strlen计算字符串长度是计算到\r\n
  29.   
  30.     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)a_UartTxBuf, strlen(a_UartTxBuf), 100);	//发送数据
  31. 	
  32. }

以上转换时间那几行真的不怎么优雅……

3.3 float2str

浮点数转换字符串。这代码我是复制的，来自https://www.cnblogs.com/gleam/p/3607984.html

  1. /**
  2.   * @brief  convert float to string
  3.   * @param  
  4.   * @usage  char buf[128]; 
  5.   *					printf("%s\n", float2str((float)1234.56789, -2, buf)); 
  6.   * @retval None
  7.   */
  8. char * float2str(float val, int precision, char *buf)
  9. {
  10.     char *cur, *end;
  11.     
  12.     sprintf(buf, "%.4f", val);
  13.     if (precision < 4) {
  14.         cur = buf + strlen(buf) - 1;
  15.         end = cur - 4 + precision; 
  16.         while ((cur > end) && (*cur == '0')) {
  17.             *cur = '\0';
  18.             cur--;
  19.         }
  20.     }
  21.     
  22.     return buf;
  23. }

3.4 UpdateDateTime

每秒要执行一次这代码，更新本机时间。

  1.  
  2. /*
  3.  * @brief UpdateDateTime
  4.  * input param: none
  5.  * output param: none
  6.  * relevent param: b_date b_month b_year b_hour b_minute b_second
  7.  * must be execute every 1 second
  8.  */
  9. void UpdateDateTime(void)
  10. {
  11. 	b_second++;
  12. 	if(b_second>=60)
  13. 	{
  14. 		b_second = 0;
  15. 		b_minute++;
  16. 		if(b_minute>=60)
  17. 		{
  18. 			b_minute = 0;
  19. 			b_hour++;
  20. 			if(b_hour>=24)
  21. 			{
  22. 				b_hour = 0;
  23. 				b_date++;
  24. 				if((b_date>=29)&&(b_month==2))
  25. 				{
  26. 					b_date = 1;
  27. 					b_month++;
  28. 				}
  29. 				
  30. 				if((b_date>=30)&&(b_month==2)&&(b_year%4==0))
  31. 				{
  32. 					b_date = 1;
  33. 					b_month++;
  34. 				}
  35. 				else if((b_date>=29)&&(b_month==2)&&(b_year%4!=0))
  36. 				{
  37. 					b_date = 1;
  38. 					b_month++;
  39. 				}	
  40. 				else if((b_date>=31)&&((b_month==4)||(b_month==6)||(b_month==9)||(b_month==11)))
  41. 				{
  42. 					b_date = 1;
  43. 					b_month++;
  44. 				}
  45. 				else if((b_date>=32)&&((b_month==1)||(b_month==3)||(b_month==5)||(b_month==7)||(b_month==8)||(b_month==10)||(b_month==12)))
  46. 				{
  47. 					b_date = 1;
  48. 					b_month++;
  49. 					if(b_month>=13)
  50. 					{
  51. 						b_month = 1;
  52. 						b_year++;
  53. 					}
  54. 				}
  55. 			}
  56. 		}
  57. 	}
  58.  
  59. 	a_year[0] = b_year/1000 + '0';
  60. 	a_year[1] = b_year%1000/100 + '0';
  61. 	a_year[2] = b_year%100/10 + '0';
  62. 	a_year[3] = b_year%10 + '0';
  63.  
  64. 	a_month[0] = (uint8_t)b_month/10 + '0';
  65. 	a_month[1] = (uint8_t)b_month%10 + '0';
  66.  
  67. 	a_date[0] = (uint8_t)b_date/10 + '0';
  68. 	a_date[1] = (uint8_t)b_date%10 + '0';
  69.  
  70. 	a_hour[0] = (uint8_t)b_hour/10 + '0';
  71. 	a_hour[1] = (uint8_t)b_hour%10 + '0';
  72.  
  73. 	a_minute[0] = (uint8_t)b_minute/10 + '0';
  74. 	a_minute[1] = (uint8_t)b_minute%10 + '0';
  75.  
  76. 	a_second[0] = (uint8_t)b_second/10 + '0';
  77. 	a_second[1] = (uint8_t)b_second%10 + '0';
  78.  
  79. }

4、显示效果

以上看到本程序使用的数据包格式是：

<Timestramp>,<ch1>,<ch2>\r\n

即实现了带时间戳的双通道数据显示。

如果需要显示4通道，可以按照这样的格式：

<Timestramp>,<ch1>,<ch2>,<ch3>,<ch4>\r\n

如果需要显示更多的数据，可以按照这样的格式：

<Timestramp>,<ch1>,<ch2>,<ch3>,<ch4>,<ch5>,<ch6>,...,<chn>\r\n

也可以不发送第一列时间戳，但要在配置文件中删除[interval]

 

 

共享了工程：

链接: https://pan.baidu.com/s/1CQk6l4ziFMHXGxQEBbF_OA 提取码: aey4

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