描述
<h3>* 1、项目功能介绍</h3>
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<p>1、项目功能介绍
本项目为一套针对单通道模拟信号的高精度测量与分析装置，适用于电子设计竞赛及仪器仪表类 DIY 项目 。本项目主要解决了传统简易示波器中运放单电源供电导致的零轨交越失真、纯软件测频导致的 MCU 算力瓶颈、主控引脚易受过压损坏以及 SPI 接口屏幕刷新闪烁等实际工程问题 。
在电路设计方面：
信号调理与阻抗隔离：采用 1N5711 肖特基二极管构成输入钳位保护，利用 NE5532P 双运放搭建高阻抗电压跟随器 。运放采用 ±12V 双电源供电，使 0～3.3V 的待测信号处于其最佳线性区，消除了单电源供电在 0V 附近的交越失真 。
可调硬件过压保护：利用电位器对 5V 进行分压，为 NE5532P 比较器提供 0～5V 范围内可调的参考基准（当前测试设定为 3.45V） 。当输入越限时，比较器输出约 10.5V 高电平，经后级 270kΩ 串联与 100kΩ对地并联的分压网络，稳定降压至 2.65V 触发主控外部中断，实现了硬件级响应并保证了引脚安全 。
硬件过零整形：信号经100nF 电容与 66kΩ 等效电阻构成的高通滤波去直流后，由 LM339N 高速比较器转换为 0～3.3V 的标准方波，直接送入定时器捕获，降低了测频算力消耗 。
在算法编写方面： 以 STM32F407VGT6 为主控，软件上配置 Timer 触发 ADC 转换，配合 DMA 双缓冲架构实现信号的不间断连续采集 ；对 ADC 采集帧进行离散化计算以提取有效值与峰峰值；对 LM339N 输入的方波进行定时器边沿捕获，实现等精度频率计算。
在系统搭建方面： 弃用低带宽的串行显示方案，利用 STM32F407VGT6 片上的 FSMC（灵活静态存储控制器）16 位并行数据总线，直接驱动基于 ST7789 控制芯片的 TFT 液晶屏 。单像素写入仅需一个总线周期，解决了图形界面的刷新闪烁问题 。
实现的核心功能：
实现了 10Hz～10kHz 宽频段内正弦波、方波、三角波等信号的参数测量 。
实际仪器测试表明，测频相对误差绝对值≤0.1%，电压参数（峰峰值Vpp、有效值Vrms）测量误差绝对值≤1.5%；
实现了波形及参数的连续流畅显示，肉眼观察无闪烁现象 。</p>
<h3>* 2、项目属性</h3>
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<p>本项目属性声明如下：
公开情况：本项目为首次公开披露。
原创声明：本项目为团队完全原创设计。系统中的核心架构，包括基于 NE5532P 的高阻抗跟随与可调硬件防烧电路、基于 LM339N 的全硬件过零整形链路，以及基于 STM32F407 的底层 DMA 双缓冲采集与 FSMC 高速显控算法，均为团队成员自主查阅资料、设计搭建并编写代码实现的成果。
获奖情况：本项目是为参加“全国大学生电子设计竞赛校赛试题”全新专项研发的作品，此前未曾参加过任何其他比赛，亦无其他赛事的获奖记录。
答辩情况：本项目作为全国大学生电子设计竞赛校赛试题的参赛作品， 已经参加过学校组织的校级选拔赛答辩评审 。</p>
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<h3>* 3、开源协议</h3>
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<p>本项目秉承“拥抱开源，利他即利己”的极客精神，赋予项目最大的学习与参考价值。项目属性为团队完全原创设计，现作如下开源声明：</p>
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<li><strong>开源协议选择</strong>：本项目作为原创开源硬件与嵌入式软件项目，全面采用 <strong>GNU General Public License v3.0 (GPL-3.0)</strong> 开源协议。</li>
<li><strong>核心功能开源比例（>80%）</strong>：本项目核心功能为“高精度模拟信号采集、过压硬件保护、过零整形与波形参数显示”。我们将 <strong>100%</strong> 开放本项目的核心软硬件工程文件。其中包括：
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<li><strong>硬件部分</strong>：完整的 Altium Designer 原理图与 PCB 工程文件（涵盖 NE5532P 高阻抗隔离跟随与可调硬件防烧电路、LM339N 过零整形链路、STM32F407 主控及外围电路等核心不可替代功能）。</li>
<li><strong>软件部分</strong>：完整的 STM32 裸机与外设驱动源代码（涵盖 Timer+DMA 双缓冲无感采集算法、CMSIS-DSP 数据处理与波型识别算法、FSMC 显控驱动等）。</li>
</ul></li>
<li><strong>辅助功能与第三方引用说明</strong>：
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<li>本项目图形交互界面引用了著名的开源 GUI 库 <strong>LVGL (v9.4)</strong>，以及 ARM 官方提供的 <strong>CMSIS-DSP</strong> 运算库。上述引用仅作为辅助显示与基础数学运算工具，不属于本系统针对“单通道模拟信号测量”所设计的核心采集功能。</li>
<li>我们已在代码源码显著位置注明了 LVGL 与 CMSIS-DSP 的来源，并严格遵循其原作者的 MIT/Apache 开源协议规定。</li>
</ul></li>
<li><strong>原创性承诺</strong>：本项目核心的软硬件架构均为团队自主研发，未直接照搬其他开源项目的原电路或原代码作为本项目的核心功能，也未使用市场上的傻瓜式通用模块（如现成的示波器模块）来实现核心指标，完全符合开源及原创规范。</li>
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<p>请在竞赛阶段填写 ↓</p>
<h3>* 4、硬件部分</h3>
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<p>请输入内容…</p>
<p>注：请前往<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a>生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。</p>
<h3>* 5、软件部分</h3>
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<p>请输入内容…</p>
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注：若您的项目涉及软件开发，请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。</p>
<h3>* 6、BOM清单</h3>
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<p>请输入内容…</p>
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注：项目涉及的BOM清单。在<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a>生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。</p>
<h3>* 7、大赛LOGO验证</h3>
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<p>请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。
点击zip下载大赛logo标识！ <a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar" target="_blank">(大赛标识).zip</a></p>
<h3>* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3>
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<p>视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内；
视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。
视频冲榜：项目制作过程中，可随时录制视频上传至B站、小红书、视频号、抖音号，<a href="https://doc.weixin.qq.com/smartsheet/form/1_wpmhMpBwAAfrKELBBSNdSqJrorjTQE8Q_600d71" target="_blank">冲榜人气奖励 ＞</a>，优秀项目可获得立创官方全域曝光机会；</p>
<p><a href="https://diy.szlcsc.com/posts/b2b65ad17ac34080a318a5ab47a632c2" target="_blank">前往查看更多详情 ＞</a></p>
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