Zastosowanie mikrokontrolera STM32F410 do prezentacji zagadnień cyfrowego przetwarzania sygnałów

• Autorzy: Marciniak Tomasz , Dąbrowski Adam , Puchalski Radosław , Dratwiak Dominik , Marciniak Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.10.26

Warianty tytułu

EN

Application of STM32F410 microcontroller for presentation of digital signal processing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie modułu STM32F410 Nucleo do prezentacji działania algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS, ang. DSP) w czasie rzeczywistym. W celu ułatwienia korzystania z modułu zaprojektowano dodatkową płytkę PCB (tzw. shield), posiadającą gniazda we/wy oraz układy wzmacniaczy. Przygotowany zestaw (moduł Nucleo + shield) umożliwia badania eksperymentalne z użyciem generatora sygnałowego i oscyloskopu lub systemu Analog Discovery 2. Do celów edukacyjnych opracowano zestaw instrukcji laboratoryjnych oraz oprogramowanie, które prezentują operacje cyfrowej generacji sygnałów, filtracji oraz obliczeń dyskretnej transformaty Fouriera za pomocą technik bezpośrednich, FFT i za pomocą algorytmu Goertzela.

EN

In this paper the use of the STM32F410 Nucleo module for presentation of the operation of digital signal processing algorithms (DSP) is discussed. In order to facilitate the use of the module, an additional PCB module (shield) has been designed, having I/O sockets and amplifier circuits. The Nucleo board with the shield enables experimental research using a signal generator and an oscilloscope or Analog Discovery 2 system. For educational purposes, a set of laboratory instructions and software has been developed, which present basic operations of digital signal generation, filtering and discrete Fourier transformation calculations using direct techniques, FFT, and the Goertzel algorithm.

Słowa kluczowe

PL

cyfrowe przetwarzanie sygnałów; CPS; STM32; filtr cyfrowy

EN

digital signal processing; DSP; digital filter; STM32

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 10
• Strony: 118--120
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Marciniak Tomasz

• Politechnika Poznańska, Wydział Informatyki, Instytut Automatyki i Robotyki, Zakład Układów Elektronicznych i Przetwarzania Sygnałów, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

autor

Dąbrowski Adam

• Politechnika Poznańska, Wydział Informatyki, Instytut Automatyki i Robotyki, Zakład Układów Elektronicznych i Przetwarzania Sygnałów, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

autor

Puchalski Radosław

• Politechnika Poznańska, Wydział Informatyki, Studenckie Koło Naukowe Decybel, ul. Jana Pawła II nr 24, 60-965 Poznań

autor

Dratwiak Dominik

• Politechnika Poznańska, Wydział Informatyki, Studenckie Koło Naukowe Decybel, ul. Jana Pawła II nr 24, 60-965 Poznań

autor

Marciniak Wojciech

• Politechnika Poznańska, Wydział Informatyki, Studenckie Koło Naukowe Decybel, ul. Jana Pawła II nr 24, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] STMicroelectronics, Datasheet - production data, STM32F103x8 STM32F103xB (2015)
• [2] STMicroelectronics, Reference manual, RM0401, STM32F410 advanced ARM - based 32-bit MCUs (2015)
• [3] STMicroelectronics, Application note, AN4904, Migration of microcontroller applications from STM32F1 to STM32F4 Access lines, Series (2016)
• [4] D.S. Reay, Digital Signal Processing Using the ARM Cortex- M4, Wiley (2016)
• [5] R. Anderson, D. Cervo, Arduino dla zaawansowanych, Helion (2014)
• [6] Forbot, Kurs STM32, https://forbot.pl/blog/stm32-praktyce-1- platforma-srodowisko-id2733
• [7] A. Kurczyk, Mikrokontrolery STM32 dla początkujących, Wydawnictwo BTC (2019)
• [8] STM32F4DISCOVERY Discovery kit with STM32F407VG MCU (2016), https://www.st.com/en/evaluationtools/ stm32f4discovery.html
• [9] T. Marciniak, A. Dąbrowski, Nauczanie zagadnień cyfrowego przetwarzania sygnałów z zastosowaniem modułów z mikrokontrolerem, Przegląd Elektrotechniczny, R 94, Nr 9/2018, 125-127
• [11] STMicroelectronics, Datasheet - production data, STM32F410x8 STM32F410xB (2017)
• [12] STM32 Nucleo-64 development board with STM32F410RB MCU, https://www.st.com/en/evaluation-tools/nucleof410rb. html
• [13] R. Puchalski, D. Dratwiak, Edukacyjny system cyfrowego przetwarzania sygnałów z wykorzystaniem modułu Nucleo, praca dyplomowa inżynierska, promotor: T. Marciniak, Politechnika Poznańska (2018)
• [14] System Workbench for STM32: free IDE on Windows, Linux and OS X, https://www.st.com/en/developmenttools/ sw4stm32.html
• [15] The Analog Discovery 2: A portable USB laboratory for everyone, https://analogdiscovery.com/
• [16] A. Dabrowski, T. Marciniak, Canonic Goertzel algorithm and drawbacks of various Goertzel algorithm formulations, IEEE Signal Processing: Algorithms, Architectures, Arrangements, and Applications (SPA) Conference (2017), Poznan, 259-262

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).