单片机设计系列2——ESP32进阶之正弦信号峰峰值测量

单片机设计系列2——ESP32进阶之正弦信号峰峰值测量

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/2301_81315771/article/details/145463531

本项目为正弦信号峰峰值测量系统，目的是为了测量微小正弦信号的准确峰峰值（误差要求不超过1%），使用了ESP32作为核心单片机，整个系统还包括前级小信号放大电路。

本设计通过对ESP32单片机的学习和应用，制作了一个正弦信号峰峰值测量系统，旨在精确测量小信号的最大峰峰值。系统核心是基于ESP32单片机的电路设计，配合模拟电路用于信号的直流偏置、放大和滤波，确保测量的准确性和高效性。设计过程中，首先分析了信号的特性和测量需求，把系统设计分为两个部分：前级电路与单片机处理版块。采用LM324运放与微小电容、大电阻作为前级电路主要结构的方案，来实现信号的合理直流偏置以及放大，采用ESP32单片机的引脚ADC作为模拟-数字信号转化模块。

此外，设计了软件算法来从数字化的数据中提取峰峰值信息。系统通过反复测试，结果表明，该测量系统能够在极宽的频率范围和不同幅值的输入信号下，保持较高的测量精度和稳定性。

关键词：正弦信号，峰峰值测量，ESP32，模拟-数字转换，信号处理

设计目标与测试要求

1.1设计目标

设计一个可以检测函数发生器产生的峰峰值在0.1V-0.2V的正弦信号的系统，包含两个部分：前级放大电路部分以及单片机信号处理部分。要求通过OLED显示屏打印出函数发生器产生的信号的实时峰峰值，显示值保留四位小数。

1.2测试要求

① 前级放大电路：系统需要把小正弦信号进行放大，并添加合适的直流偏置，波形不失真，要求只能使用单电源。
② 高精度测量：系统必须能够精确测量微小幅值（0.1V-0.2V）的正弦信号的峰峰值，并以0.01V为步进，误差范围控制在±1%以内。
③ 宽频率响应：系统应该能够处理从10 kHz到100 kHz的输入信号，不影响测量精度。
④ OLED界面实时显示：单片机能实时将检测的峰峰值的数值打印在OLED上。