Arbitrary – funkční generátor s mikrořadičem STM32

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem dvoukanálového funkčního generátoru založeného na mikrokontrolérech STM32. Přístroj je vyvíjen pro potřeby výuky na laboratorních cvičeních ČVUT FEL. Základním módem funkce přístroje je generování dvou signálů o volitelné frekvenci pomocí techniky DDS. Dále přístroj disponuje i módem „frequency sweep“, který po nastavený čas plynule mění generovanou frekvenci. Přístroj dokáže generovat kromě vestavěných základních signálů (sinus, trojúhelník a pila) i uživatelem definované a nahrané signály. Přístroj lze ovládat pomocí PC aplikace DataPlotter, se kterou komunikuje přes sběrnici USB. Přístroj je implementován na mikrokontrolérech STM32G431 a STM32F303 s důrazem na minimální počet součástek a možnost jednoduše zařízení zapojit na nepájivém poli.

This thesis covers the design of a two-channel arbitrary function generator based on STM32 microcontrollers. The purpose of this device is to be used during lab classes at CVUT FEL to aid in teaching about frequency characteristics of circuits. The basic mode of operation of this device is based on DDS technique, allowing generation of signals with configurable frequency. In addition to that, the device supports frequency sweep mode, which varies the generated frequency seamlessly during a given time period. The user can choose the shape, frequency, amplitude and voltage offset of the generated signal. Three basic signal shapes are built-in (sine, triangle, sawtooth) but the user may choose to upload an arbitrary function. The device is controlled from PC application DataPlotter via USB. Hardware of this device is based on STM32G431 and STM32F303 microcontrollers with emphasis on circuit simplicity, low part count and breadboard-ability.