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用到的软件有CubeMX和CubeIDE，这两个软件都是由ST公司为了方便编写代码配套的软件，可以在CubeMX中配置好引脚和时钟树等，然后直接生成初始化代码，在生成的代码中只要自己添加启动代码（一定要注意，我当时因为这个找了半天的原因！！！）和回调函数代码即可。具体软件可以在官网上或者其他快速途径下载（我是在ST官网上下载的）。

2.硬件设计

因为STM32的参考电压是3.3V，所以能最后得到的电压最高就是3.3V，并不能达到题目的要求，所以我们要加硬件电路来确保我们能测到5V。

方案一：对5V待测量增加一个线性放大前级模组来等比例缩小信号，比如增加一个放大率为0.5的，这样信号的最大量就变成2.5V，后面ADC后使用值时再直接乘以2来使用。

方案二：也可以简单点用两个精密大电阻来分压测量。

因为在实验室环境下，方案一更容易实现，我在这里选择了方案一。

3、软件设计

1、幅值测量

STM32的ADC是12位，读到的ADC值是从0到4095（111111111111）。当把ADC引脚接了GND，读到的就是0；当把ADC引脚接了VDD，读到的就是4095。这是一个线性表达，但是你这时候读出来怎么到时是多少呢？在芯片出场的时候就会给芯片设一个参考电压（STM32G474的参考电压是3.3V），这时候我们就知道如何读出准确值了：实际电压=（ADC值x3.3）/4095

利用STM32芯片中的ADC模块捕捉有效ADC值，利用两个if语句找出最大值和最小值，最大值减最小值就是要求的幅值。为了结果精确可以加个求取平均值的函数（也有用中断方式实时显示电压值的，但是没有很理解所以采用了上面简单的方式）。代码如下：

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* ADC1_Handler){

	adc_value = HAL_ADC_GetValue(ADC1_Handler);
	if(adc_value > adc_max)	adc_max = adc_value;
	if(adc_value < adc_min)	adc_min = adc_value;
    if(adc_max == adc_min) adc_voltage = 0;
	adc_voltage = adc_max - adc_min;
	adc_value_100 = (adc_voltage*330)/4095;
	adc_value_b  = adc_value_10/100;
	adc_value_s  = (adc_value_10%100)/10;
	adc_value_g  = adc_value_10%100;
	HAL_ADC_Stop_IT(&hadc1);
}

其中因为除了4095的原因，我将adc_voltage的值乘100，再分个十百分别读出。

然后对于我这样的一个小白不出意外的话意外就发生了，读出的值差不多是测量的值的两倍，翻阅资料后可以得知是因为信号源的阻抗和负载阻抗的不匹配，导致了电压基本上都分给了负载，解决方法是将信号源改成高阻抗输出。

2、频率测量

运用STM32中输入捕获模块，原理图如下。

如图所示，测量采用的是不复位的输入捕获，在第一个上升沿的时候开启TIM2_CHANNEL1（上升沿捕获）和TIM2_CHANNNEL2（下降沿捕获），状态数置1，在接下来的下降沿时候将捕获放入CCR2寄存器中，上升沿时将捕获放入CCR1寄存器中，最终的周期就是两段上升沿中间的时间，频率则是周期的倒数，占空比是高电平时间（存在CCR2中）与周期的比值。

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
					if(TIM2==htim->Instance)
					{
					 if (htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1 )
					  {
					    if(capture_Cnt == 0)
					    {
					    	 //capture_Buf[0] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);

					    	 assert_param(IS_TIM_CC1_INSTANCE(htim2->Instance));
					    	 capture_Buf[0] =  htim->Instance->CCR1;
					    	 capture_Buf1[0] =  htim->Instance->CCR2;
					    	 capture_Cnt = 1;
					    }
					    else if(capture_Cnt == 1)
					    {
					    	// capture_Buf[2] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);
					    	 assert_param(IS_TIM_CC1_INSTANCE(htim2->Instance));
					    	 capture_Buf[2] =  htim->Instance->CCR1;
					    	 capture_Buf1[2] =  htim->Instance->CCR2;
					    	 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_1); //启动频率捕获
					    	 capture_Cnt = 0;
                        }
                      }
                    }
}

因为当测到高频率的时候，刷新速度很快，所以在写回调函数的时候应该尽量内容少些。当时接入频率的管教时，显示屏一片空白，将代码搬出去后情况好多了。

3、按键切换

配置uart端口，利用TIM6来刷新界面。然后利用变量state来表明自己切换在哪个界面，在实

验中利用state%2来表示1和0两个状态，当1状态时显示幅值界面，0状态时显示频率界面。

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//基本定时器回调函�??????
{
	if(htim->Instance == TIM6){//TIM6负责按键�??????????测与lcd显示，以�??????????个低的频率执行，减少cpu的负�??????????
//		if(states == 1)lcd_show_string(72, 168, 24, "V:%d.%d%d",adc_value_b,adc_value_s,adc_value_g);//上部显示
		k3 = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_3);
		k4 = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_4);
		if(k3 == 0) {
			HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, "K3\n", 3, 2000);
			if(states == 1){
//				if(para_R>0)para_R = para_R-2;
				lcd_clear(BLACK);
				lcd_set_color(BLACK,WHITE);
				lcd_show_string(72, 32, 24, "Voltage:");//上部显示
				lcd_show_string(72, 32*2, 24, "adc_max:%d",adc_max);
				lcd_show_string(72, 32*4, 24, "V:%d.%d%d",adc_value_b,adc_value_s,adc_value_g);//上部显示
			}
		}


		if(k4 == 0){
			HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, "K4\n", 3, 2000);
			states++;
			states = states%2;
			if(states == 0){
				lcd_clear(BLACK);
				lcd_set_color(BLACK,WHITE);
				capture_Buf[3] = (capture_Buf[2] - capture_Buf[0]);
		    	capture_Buf1[3] = (capture_Buf1[2] - capture_Buf[0]);
				frequency = HAL_RCC_GetPCLK2Freq() / capture_Buf[3];
				duty_cycle=capture_Buf1[3]*100/capture_Buf[3];
  			    period = 1/frequency;
				lcd_show_string(72, 32, 24, "Frequency");//上部显示
				lcd_show_string(72, 32*2, 24, "FRQ:%d",frequency);//上部显示
				sprintf(text,"duty:%f",duty_cycle);
//				sprintf(text1,"period:%f",period);
//				lcd_show_string(40, 32*3, 24, text1   );
				lcd_show_string(40, 32*4, 24, text   );//上部显示
			}
			else{
				lcd_clear(BLACK);
				lcd_set_color(BLACK,WHITE);
				lcd_show_string(72, 32, 24, "Voltage:");//上部显示
				lcd_show_string(72, 32*2, 24, "adc_max:%d",adc_max);
				lcd_show_string(72, 32*3, 24, "V:%d.%d%d",adc_value_b,adc_value_s,adc_value_g);//上部显示
			}

		}

	}
}

这里面就涉及到一个问题，我频率能正确的输出，但是周期和占空比怎么调都是0，后来找到一种办法就是在前面添加头文件“stido.h”，然后后面用sprintf函数将值打印成字符串。然后再用显示函数将它打印出来。如果有哪位大佬能帮我分析一下原因我会很高兴。

4、屏幕显示

配置SPI端口，利用LCD_show_string函数显示需要的内容

5、端口总配置

总结

这次电子设计3让我认识到了我自己的许多不足，之前有很多机会都可以让我熟悉STM32，但是都没有把握住，这次设计是个很好的机会。在第一周的时间，我四处查资料，想学习STM32的使用和测幅值频率等等的方法。最后方案逐渐成型，在第二周我准备着手配置管脚和写代码。第三周本来想花点时间将拓展部分弄一下，最后因为提前放假没有时间。希望大家能好好学习，不至于像我这样焦头烂额的，有不懂的可以在评论区留言。

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