<h3>* 1、项目功能介绍</h3> <p>本项目旨在开发一款高精度谐波分析仪，利用LCD显示屏、STM32F407单片机、内置串口ADC，并结合自研的快速离散傅里叶变换（DFT）算法和图形绘制算法，成功实现了采样率高达1MHz的信号分析，能够对频率范围最高达450kHz的谐波成分进行精确分析。项目的核心是通过STM32F407强大的数字信号处理（DSP）能力，结合优化后的DFT算法，在有限硬件资源的情况下，实现高效的频域分析和实时波形绘制。 该谐波分析仪不仅具备高精度的频率响应，还能够在LCD屏幕上直观展示频谱分析结果和信号波形，适用于工业测试、通信信号分析等领域，满足高速、高精度谐波检测的需求。</p> <h3>*2、项目属性</h3> <p>本项目属于原创项目，基于自研的算法实现</p> <h3>* 3、开源协议</h3> <p>本项目遵循GPL3.0协议开源</p> <h3>*4、硬件部分</h3> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/hNE1bKrKJzD0Qf059jKrYf1jxSWXBiht68HjQdYF.png" alt="702a26d9b14bbc80396010ae88f6080.png"></p> <h3>*5、软件部分</h3> <p>本项目的软件部分设计以高效、实时为核心，充分发挥STM32F407的处理能力，集成了高速数据采集、频域分析、图形绘制和实时通信等多项功能。通过ADC和DMA的紧密结合，实现了1MHz的高采样率，确保了对高速信号的精确捕捉与处理。DMA的引入不仅提升了数据传输的效率，降低了CPU负载，还保障了采样数据的稳定性，为后续处理提供了可靠的基础。     数据处理模块是本项目的核心亮点之一。软件采用了自研的快速离散傅里叶变换（DFT）算法，通过预先计算的cos表和sin表以及递推辅助角公式，极大减少了实时计算的复杂度。同时，结合Hanning窗函数的预计算与解窗函数处理，有效提高了频谱分析的精度和速度。该算法能够实时分析频率范围内最高达450kHz的谐波成分，满足高频信号检测的需求。     在通信与数据传输方面，项目实现了基于串口的实时数据发送功能。STM32通过串口将频谱分析的结果实时传输至外部设备，确保了数据的连续性与及时性，便于外部系统对分析结果的进一步处理和应用。 图形绘制方面，软件采用了归一化幅值作图法，对DFT分析后的频谱数据进行直观展示。结合LCD显示屏的实时波形重建功能，用户可以在显示屏上清晰地观察到信号的频谱分布和谐波成分。此功能不仅直观展示了谐波的分布情况，还通过波形重建提供了对信号时域特性的深入理解。 此外，软件架构设计灵活，支持进一步扩展，能够适应多种应用场景。无论是在工业测试、通信信号分析还是教育科研领域，该谐波分析仪的设计都为用户提供了高精度的信号检测与分析解决方案。      具体的源码请在附件查看。</p> <h3>*6、BOM清单</h3> <table> <tr> <th></th> <th></th> <th></th> <th></th> <th></th> <th></th> <th></th> <th></th> <th></th> <th></th> </tr> <tr> <td>No.</td> <td>Quantity</td> <td>Comment</td> <td>Designator</td> <td>Footprint</td> <td>Value</td> <td>Manufacturer Part</td> <td>Manufacturer</td> <td>Supplier Part</td> <td>Supplier</td> </tr> <tr> <td>1</td> <td>1</td> <td>BS-12-B3AA003</td> <td>BT1</td> <td>BAT-SMD_BS-12-B3AA011</td> <td></td> <td>BS-12-B3AA003</td> <td>MYOUNG(美阳)</td> <td>C964723</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>2</td> <td>1</td> <td>2.7kHz</td> <td>BUZZER1</td> <td>BUZ-TH_BD9.0-P4.00-D0.6-FD</td> <td>2.7kHz</td> <td>QMB-09B-03</td> <td>华能</td> <td>C96256</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>3</td> <td>2</td> <td>12.5pF</td> <td>C1,C2</td> <td>C0603</td> <td>12.5pF</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>4</td> <td>1</td> <td>100nF</td> <td>C3</td> <td>C0805</td> <td>100nF</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>5</td> <td>3</td> <td>HDR-M_2.54_1x4P</td> <td>H1,H2,H9</td> <td>HDR-TH_4P-P2.54-V-M</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td>C492403</td> <td></td> </tr> <tr> <td>6</td> <td>1</td> <td>HDR-M_2.54_1x7P</td> <td>H3</td> <td>HDR-TH_7P-P2.54-V-M</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td>C492406</td> <td></td> </tr> <tr> <td>7</td> <td>1</td> <td>B-2100S08P-A110</td> <td>H4</td> <td>LCD-TH_8P-P2.54-L56.0-W34.0_1.8-TFT</td> <td></td> <td>B-2100S08P-A110</td> <td>Ckmtw(灿科盟)</td> <td>C124381</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>8</td> <td>4</td> <td>HDR-M_2.54_1x20P</td> <td>H5,H6,H7,H8</td> <td>HDR-TH_20P-P2.54-V-M-1</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td>C50981</td> <td></td> </tr> <tr> <td>9</td> <td>1</td> <td>XL-5050RGBC-WS2812B</td> <td>LED1</td> <td>LED-SMD_4P-L5.0-W5.0-BL_XL-5050RGBC</td> <td></td> <td>XL-5050RGBC-WS2812B</td> <td>XINGLIGHT(成兴光)</td> <td>C2843785</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>10</td> <td>3</td> <td>LED_0805-R</td> <td>LED2,LED3,LED4</td> <td>LED_0805</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>11</td> <td>2</td> <td>12251220ANG0S115001</td> <td>P1,P2</td> <td>HDR-TH_40P-P2.54-V-M-R2-C20-S2.54</td> <td></td> <td>12251220ANG0S115001</td> <td>JILN(锦凌)</td> <td>C429965</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>12</td> <td>1</td> <td>S8050_SOT_NPN</td> <td>Q1</td> <td>S8050_SOT-23</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>13</td> <td>5</td> <td>10K</td> <td>R1,R2,R4,R5,R6</td> <td>R0805</td> <td>10K</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>14</td> <td>1</td> <td>4.7K</td> <td>R3</td> <td>R0805</td> <td>4.7K</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>15</td> <td>1</td> <td>10kΩ</td> <td>R7</td> <td>RES-ADJ-TH_3362P</td> <td>10kΩ</td> <td>3362P-1-103</td> <td>BOCHEN(博晨)</td> <td>C118956</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>16</td> <td>1</td> <td>500K</td> <td>R8</td> <td>R0805</td> <td>500K</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>17</td> <td>1</td> <td>GL5516</td> <td>R9</td> <td>RES-TH_L5.1-W4.3-P3.40-D0.5</td> <td></td> <td>GL5516</td> <td>森霸</td> <td>C125626</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>18</td> <td>4</td> <td>470</td> <td>R10,R11,R12,R13</td> <td>R0805</td> <td>470</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>19</td> <td>4</td> <td>M2螺丝</td> <td>SCREW1,SCREW2,SCREW4,SCREW5</td> <td>M2螺丝</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>20</td> <td>5</td> <td>TS-1101-C-W</td> <td>SW1,SW2,SW3,SW4,SW5</td> <td>SW-SMD_L6.0-W3.3-LS8.0</td> <td></td> <td>TS-1101-C-W</td> <td>XKB Connectivity(中国星坤)</td> <td>C318938</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>21</td> <td>1</td> <td>EC11L1525G01</td> <td>SW6</td> <td>SW-TH_ALPS_EC11L1525G01</td> <td></td> <td>EC11L1525G01</td> <td>ALPSALPINE(阿尔卑斯阿尔派)</td> <td>C2991196</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>22</td> <td>1</td> <td>DHT11</td> <td>U1</td> <td>SENSOR-TH_DHT11</td> <td></td> <td>DHT11</td> <td>广州奥松</td> <td>C117051</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>23</td> <td>1</td> <td>GN1302</td> <td>U2</td> <td>SOP-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL</td> <td></td> <td>GN1302</td> <td>GN(旌芯半导体)</td> <td>C265479</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td>24</td> <td>1</td> <td>32.768kHz</td> <td>X1</td> <td>OSC-TH_BD3.1-P0.8-D0.3</td> <td>32.768kHz</td> <td>X308032768KGB2SC</td> <td>YXC(扬兴晶振)</td> <td>C52082</td> <td>LCSC</td> </tr> <tr> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> </table> <h3>*7、大赛LOGO验证</h3> <p><span style="color:rgb(149,165,166);"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/FAKlvJE4n5wyPZyiTlSpcD4rcLqodX3uXdgiy3JJ.png" alt="d923be7024a6eaf68cae9ac330f1df3.png">请</span></p> <h3>* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <p><span style="color:rgb(149,165,166);">立创电赛：《基于stm32f407的高次谐波分析仪》演示视频</span> <span style="color:rgb(149,165,166);"></span><br> <br> <a href="/posts/de460543d4cf4dacb5f0326612455578" target="_blank">前往查看更多详情 ＞</a></p>