Návrh vestavných přístrojů za použití mikrokontrolérů ST32

Abstract

Tato práce se zabývá možnostmi implementace funkce tradičních přístrojů např. voltmetru, měřiče frekvence či osciloskopu jako vestavných přístrojů realizovaných pomocí mikrokontrolérů. Tyto vestavné přístroje byly implementovány pomocí online IDE mbed a frameworku od ST: STM32 Cube. Pro demonstraci možností impementace byly vytvořeny terminálově ovládané aplikace pro měření napětí, frekvence (přímo i nepřímo), generování napětí i PWM signálů. Pomocí mbedu byla také vytvořena samostatná měřící aplikace se zobrazením na LCD. Pomocí Cube byla vytvořena aplikace včetně PC frontendu pro 3 kanálové měření napětí, 1 kanálové nepřímé měření frekvence a střídy, jednoduché čítání pulzů, generování 2 PWM signálů a generování napětí a také osciloskopická aplikace včetně PC frontendu. Nakonec byla prozkoumána omezení takto vytvořených přístrojů. Jako nejpřesnější periferie se ukázaly časovače. Na AČP všech mikrokontrolérů byl přítomen šum, ale bylo možné jej potlačit průměrováním.

This thesis explores how to implement the functions of traditional instruments such as voltmeters, frequency meters and oscilloscopes as embedded systems using microcontrollers. The instruments were implemented with mbed, an online framework and an STMicroelectronics framework: STM32 Cube. To demonstrate the implementation possibilities, applications for voltage, frequency (direct and reciprocal), and duty cycle measurement, voltage and pwm signal generation were created. All of these applications have been implemented with serial interface control. Using mbed, an autonomous measurement demo with an LCD display was created. Using cube an application with 3 channel voltage measurement, single channel recpirocal frequency measurement and duty cycle measurement, simple pulse counting, PWM signal generation and voltage generation, including a PC frontend, was created. Furthermore an oscilloscope, also with a PC frontend was created. Finally the the limitations of such instruments were explored. The timers were found to be the most accurate perihperals. The ADCs were riddled with noise, but averaging suppressed it.