嵌入式电子系统设计综合实验平台（嵌入式、FPGA和电子系统设计）组成：STM32综合实验底座（含口袋仪器）+电子电路综合设计A、B、C套件

一、硬件平台简介
模数混合综合实验平台DSK304集成4路模拟数据采集通道、40路数字I/O通道，2路模拟输出通道，内置自带13.3寸液晶屏幕和Linux操作系统的12款常用仪器（包括示波器、数字万用表、函数发生器、数据采集卡、幅频特性分析仪、频谱图仪、对外供电、逻辑分析仪、脉冲信号发生器、静态输入和输出、多功能数字IO等）。
实验平台带模块化课程实验底座，可以选配和开发各种课程实验板卡，例如模拟电路、数字电路、电路原理、信号与系统、电子系统综合设计等课程实验板卡。
与实验教学云互联后，可以实现互联网+实验管理、远程实验等功能，包括实验和课件资源发布、通知系统、实验报告上传、实验数据和仪器截图上传、教师批改、远程操作实验对象、远程操作和读取设备内置仪器等一系列功能。

二、硬件技术参数
1、四通道高速模拟输入通道：8位100MSPS实时采样模拟输入通道，输入范围±25V，可通过x10探头扩展到±250V，带宽20MHz；可配置为四通道100MSPS示波器或双通道200MSPS示波器；
2、四通道高精度模拟输入通道：16位1KSPS或12位200KSPS，输入范围0-3.3V；
3、双通道函数信号发生器/信号源，可输出正弦、方波、三角波和任意波形，两个高速通道最高支持频率25MHz，频率步进1Hz，波形幅度范围10Vpp，调节步进1mV；
4、频谱图仪，DC-50MHz，可选带宽和窗函数、平均模式；
5、对外供电，提供一组正负可调输出，输出电压±2V至±15V，调节步进50mV，输出电流0.5A，提供输出限流调节和输出电流监测功能；一组固定±5V输出，输出电流800mA/100mA；所有电源均带有短路保护功能；
6、波特图分析仪，频率范围为1Hz至20MHz；
7、数字万用表，隔离型，自动量程，最大显示6000读数，提供交直流电压（0.1mV–36V（安全电压））、交直流电流（0.1uA–3A）、电阻（0.1Ω–40MΩ）、电容（10pF–4000uF）测量；
8、共48通道数字IO，包括逻辑分析仪独立16通道，最高采样率200MSPS，支持单次、连续和实时采样模式；脉冲信号发生器，独立16通道，最高刷新率100MSPS，可输出自定义的脉冲序列；16通道可编程多功能数字IO，提供参数化编程的SPI、I2C、UART、PWM和定时器功能。
9、数据采集卡支持16位4通道模拟输入的实时采样和存储，采样率可设置，最高每通道1KSPS，采样深度根据电脑内存决定；
10.提供动态链接库文件可以在PYTHON中对平台进行二次开发，对采集到的数据完成自定义以及更为复杂的分析，提供开发例程。
*11、该实验平台提供免费的远程互联功能，教师和学生在任意地点可以通过网络访问并控制对方的设备，进行演示或联调协助，数据交互在上位机软件中以波形数据和控制数据实现，不得以截图方式实现。实验平台同时提供使用情况统计报告功能，可以分析批量设备的利用率和学生的使用习惯分析。

三、软件支撑
1、内置仪器上位机软件
提供标准的仪器套装软件，将核心平台的模拟及数字输入输出变成标准化的示波器、信号源、对外供电、逻辑分析仪、脉冲信号发生器、静态IO以及多功能数字IO。
2、二次开发函数包
提供动态链接库，可供用户使用Python软件对核心平台进行二次开发。从而支撑自动化专业的多门课程，并可支撑自动化测试测量、机电一体化等科研项目。
 
四、电子系统综合设计课程模块（嵌入式和电子系统设计）
电子设计竞赛是一门综合性极强的竞赛活动，要求学生在参赛前对以下知识点有充分的掌握。
1、通用技能
   - 单片机的各个外设操作和人机交互
   - 基本运算放大器电路分析和设计
   - 基本电源电路认知
2、分赛题方向技能
   - 通信：高速放大器、FPGA和AD/DA、专用通信芯片的应用
   - 仪表/信号：精密放大器，各种传感器信号调理、信号采集与处理
   - 自动控制：PID相关的各种自控设备
   - 电源：AC-DC，DC-DC电路设计(待定)
   - 小车类(待定)
   - 无人机类(待定)

本综合训练套件针对以上部分的需求，结合DSK304设计了STM32综合实验底座 ，并针对通信、仪表、自控等方向设计了相关实训项目模块：
1、通用技能
   - 单片机的外设操作和人机交互 
   - 基本运算放大器电路分析和设计 
   - 电源电路基本认知：LDO、DC-DC 
2、仪表/信号类
   - 额温枪模块
   - PT100测温模块
   - 热电偶和称重模块
   - 心率检测电路模块
   - 简易口袋仪器模拟前端
3、电赛真题类
   - 纸张计数模块
   - 覆铜手写板模块
   - 模拟PID控制风吹小球演示模块

五、硬件配置及实验项目
5.1、STM32综合实验底座和配套实验
STM32综合实验底座包括一个STM32H750VBT6的处理器核心板（核心板上使用工作频率为480MHz 的STM32H750VBT6芯片，核心板集成4 位数码管，4*4 矩阵开关，一路蜂鸣器，DAPLINK电路），底座上集成2.0寸SPI串口显示模块、一路旋转编码器、一组±12V和 5V 电源），基于这些硬件，可以提供以下基础实验：
实验0 嵌入式软件开发简介&第一个工程
实验1 流水灯一GPIO输出
实验2 按键检测一GPIO输入
实验3 按键操作一外部中断
实验4 TIMER实现1Hz方波产生
实验5 Timer应用-按键消抖
实验6 TIM1输出PWM
实验7 Timer输出呼吸灯
实验8 Timer应用之SPWM
实验9 Timer应用之蜂鸣器播放音乐
实验10 Timer应用之捕获功能测频_测周法
实验11 Timer应用之捕获功能测频_测周法DMA
实验12 Timer应用之捕获功能测频测频法
实验13 Timer应用之捕获功能测频测频法外部触发
实验14 Timer应用之测量PWM的频率和占空比
实验15 矩阵键盘和数码管显示一模拟IIC
实验16串口通信
实验17串口通信-DMA
实验18 LCD显示-SPI
实验19 ADC基础知识
实验20 ADC多通道轮训采集
实验21 ADC过采集
实验22 ADC_DMA采集
实验23定时器触发ADC实现采集
实验24 ADC定时器触发配合DMA双缓冲
实验25 ADC同步采样
实验26 ADC采样率改变
实验27 DAC基础知识和HAL库API
实验28 DAC应用定时器触发实现DMA输出波形
实验29 DAC应用之定时器实现DDS
实验30 TFTLCD显示-FMC
实验31 Timer应用之测量旋转编码器输出

5.2、STM32综合实验底座搭配简易口袋仪器开发模块
STM32基础实验底座可搭配简易口袋仪器开发模块，提供示波器、信号源和频率计模拟前端，STM32基础实验包含模数混合电路设计、LCD显示、ADC采样和DAC刷新等多方面的内容扩展和综合设计：模块采用5V单电源供电，板载5V转±12V电路，提供单片机ADC和DAC的输入输出电路，包括±10V信号到MCU ADC输入（0-3.3V）信号调理，MCU DAC输出（0-3.3V）到±10V信号调理，比较器产生方波信号供测频使用，PWM滤波器电路，可与模块底座上的单片机电路协同工作。实验内容如下：
实验1 硬件介绍
实验2 软件安装、基础实验案例
实验3 使用STM32和口袋仪器制作简易示波器
(1)调试整体思路
(2)AFE01相关模块的介绍
(3)功能1：LCD波形显示。
双重ADC采集和USART测试、在LCD中显示波形、DMA乒乓理念、打包波形代码
(4)功能2：LCD屏幕固定数据的显示
确定固定数据的位置、打包固定数据代码
(5)功能3：LCD屏幕刷新数据的显示
确定刷新数据的位置、刷新速度、获取方式（频率/采样率/峰峰值/y轴每格的时间）、打包刷新数据
(6)功能4：水平轴换挡功能。
编码器操作、采样率切换
(7)功能5：垂直轴换挡功能
(8)功能6：LCD开机显示画面。
LCD和字库芯片的使用、打包开机显示画面
(9)功能7：简易信号源。
DAC和DMA输出正弦波形
(10)针对状态机概念的使用
(11)效果展示和操作说明
采样率和频率对应表、实验结果

5.3 STM32综合实验底座搭配电子电路综合设计套件
电子电路综合设计套件为STM32基础实验提供了多种常用电子系统设计的扩展，与STM32底座搭配运用如下：
1、仪表和信号类各个模块和对应实验内容：
（1）PT100 测温实验模块
（2）热电偶测温和称重模块
（3）额温枪模块
（4）心率检测电路模块
 
2、电赛真题各个模块和对应实验内容：
（1）纸张计数模块
（2）覆铜手写板模
（3）PID控制风吹小球演示模块