大学生电子设计竞赛中的自动化测试与测量技术（内附资料）

大学生电子设计竞赛是一个技术密集型的竞赛，它要求参赛者在有限的时间内完成一个既定的电子系统设计。自动化测试与测量技术在这一过程中扮演着至关重要的角色，它不仅可以提高测试效率，还可以增加测量的准确性和重复性。本文将探讨自动化测试与测量技术的实现方法，并给出相关的代码示例。

1. 引言

在电子设计竞赛中，自动化测试与测量技术是确保设计满足性能要求的关键。自动化测试可以减少人为误差，提高测试速度，而精确的测量是系统性能评估的基础。

2. 自动化测试系统的组成

测试硬件：包括信号发生器、示波器、多用电表、逻辑分析仪等。
控制软件：用于生成测试信号、采集测量数据、分析测试结果。
接口：连接测试硬件与被测设备的标准接口，如 GPIB、USB、以太网等。

3. 自动化测试的关键技术

信号同步：确保测试信号的准确性和同步性。
数据采集：高速、高精度地采集被测设备的数据。
结果分析：对采集到的数据进行分析，判断是否满足设计要求。

4. 代码实现

4.1 信号发生器控制代码

以下是一个使用STM32微控制器产生测试信号的示例代码：

#include "stm32f10x.h"// 假设使用PWM产生测试信号
#define PWM_CHANNEL GPIO_Pin_8
#define PWM_GPIO_PORT GPIOBvoid PWM_Test_Signal_Init(void) {TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);// 配置GPIOB8为PWM功能GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PWM_CHANNEL;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(PWM_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);// 配置TIM2为PWM模式TIM_InitStructure.TIM_Period = 999; // 定时器周期TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 71; // 预分频器TIM_InitStructure.TIM_ClockDivision = 0;TIM_InitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStructure);TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500; // 设置PWM占空比TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2, ENABLE);
}int main(void) {PWM_Test_Signal_Init();while (1) {// 根据测试需求调整TIM_Pulse的值来改变PWM占空比}
}

4.2 数据采集与处理

以下是一个使用STM32微控制器进行数据采集和处理的示例代码：

#include "stm32f10x.h"// 假设使用ADC进行数据采集
#define ADC_CHANNEL GPIO_Pin_0
#define ADC_GPIO_PORT GPIOAvoid ADC_Init(void) {ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// 配置GPIOA0为模拟输入GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ADC_CHANNEL;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;GPIO_Init(ADC_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);// 配置ADCADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = 0;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);
}uint16_t ADC_Read(void) {ADC_Start(ADC1);while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}int main(void) {ADC_Init();while (1) {uint16_t adcValue = ADC_Read();// 对采集到的ADC值进行处理和分析}
}