Details

Данная работа посвящена разработке функционального генератора сигналов, предназначенного для замены встроенного генератора новых лабораторных стендов фирмы Measlab, используемых в лаборатории по курсу «Электроника и схемотехника», по причине того, что они не обеспечивают достаточно широкий диапазон частот. В ходе выполнения работы были изучены принципы работы функциональных генераторов сигналов, особенности аппаратной реализации и работы микроконтроллеров семейства STM32. Была разработана программно-аппаратная модель функционального генератора сигналов на базе микроконтроллера STM32F103C8T6 и внешнего ЦАП DAC0808, создано программное обеспечение верхнего уровня на языке Python, обеспечивающее управление и обмен данными с аппаратным модулем через виртуальный COM-порт. Также была реализована управляющая программа нижнего уровня для микроконтроллера, обеспечивающая генерацию сигналов. Практические результаты работы могут быть применены в учебном процессе и стать основой для модернизации лабораторных стендов в лаборатории «Электроника и схемотехника».

This work is dedicated to the development of a functional signal generator intended to replace the built-in low-performance generators of the new laboratory benches produced by Measlab, which are used in the "Electronics and Circuit Design" course. During the course of this work, the principles of function generators, hardware implementation specifics, and the operation of STM32 microcontrollers were studied. A hardware-software model of the signal generator was developed based on the STM32F103C8T6 microcontroller and an external DAC DAC0808. A Python-based upper-level application was also created to provide control and data exchange with the hardware module via a virtual COM port. In addition, a low-level control program for the microcontroller was implemented to handle signal generation. The practical results of this work can be applied in the educational process and may serve as a foundation for modernizing laboratory equipment in the “Electronics and Circuit Design” laboratory.

• СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛАБОРАТОРНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРАХ СИГНАЛОВ
  • 1.1 Функциональные генераторы сигналов
  • 1.2. Описание лабораторного стенда Measlab и применение функциональных генераторов при исследовании электронных устройств
  • 1.3. Выбор элементной базы и обоснование аппаратной платформы
  • 1.4. Описание программы интерфейса пользователя
  • 1.5. Постановка задач
• 2. РАЗРАБОТКА И ОТЛАДКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ
  • 2.1. Обзор среды разработки STM32CubeIDE
  • 2.2. Разработка и отладка схемы алгоритма и программной реализации управляющей программы
• 3. РЕАЛИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
  • 3.1. Обзор среды разработки Pycharm
  • 3.2. Общие требования к интерфейсу пользователя
  • 3.3. Описание программной реализации интерфейса пользователя
  • 3.4. Взаимодействие интерфейса пользователя с управляющим микроконтроллером
• 4. РАЗРАБОТКА И ОТЛАДКА МОДЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА В СРЕДЕ PROTEUS
  • 4.1 Обзор среды разработки Proteus Design Suite
  • 4.2. Описание и анализ модели функционального генератора в среде Proteus
• 5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
  • 5.1. Методика тестирования
  • 5.2. Результаты испытаний и их анализ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
  • Код управляющей программы для МК
  • Код программы интерфейса пользователя