高速 USB 虚拟示波器（CH32V307）

基于 CH32V307（RISC-V）的 USB 2.0 High-Speed 虚拟示波器固件：双 ADC 交替采样 → DMA 循环双缓冲 → USB HS 批量端点上传，由上位机实时显示波形。

上位机仓库：Host-computer-oscilloscope

---

数据链路

PA1 模拟输入
  → ADC1 / ADC2 快速交替采样（Fast Interleaved，ADC2 由 ADC1 触发）
  → TIM2 1 MHz 硬件触发（不靠软件启动转换，转换间隔抖动更低）
  → DMA1_Channel1 循环模式，256 × 32 bit 缓冲，半满 / 全满中断
  → USB HS 端点 1（Bulk IN），每次搬运 512 B
  → 上位机 pyusb 读取 → pyqtgraph 绘制

---

采样参数

项目	配置	位置
触发源	TIM2 CH2，1 MHz，50% 占空比，低电平有效	User/adc.c
ADC 工作模式	快速交替（ADC1 由 TIM2 触发，ADC2 由 ADC1 触发）	User/adc.c
组合采样率	1 MHz 触发 × 2 路 ADC = 2 MSa/s	由上述配置推导
采样时间	1.5 个 ADC 时钟周期	User/adc.c
ADC 时钟	PCLK2 / 6	User/adc.c
数据对齐	右对齐	User/adc.c
DMA 搬运宽度	外设 / 内存均为 32 bit（Word）	User/dma.c
缓冲区	256 × 32 bit = 1 KB，循环模式 + 半满/全满中断	User/dma.c
单次 USB 上传	512 B（128 个采样 × 4 B）	User/main.c

说明：2 MSa/s 是按 TIM2 触发频率与双 ADC 交替模式推导的理论组合采样率，未做模拟带宽实测标定。

---

USB 描述符

• USB 2.0 高速设备（bcdUSB = 0x0200，同时提供 Full-Speed 配置描述符）
• 单接口、6 个 Bulk 端点（EP1～EP6，IN / OUT 成对），设备类为厂商自定义（0xFF）
• VID / PID：0x1A86 / 0x5537
• 最大取电 100 mA
• 数据上传走 EP1（0x01 OUT / 0x81 IN），上位机按 VID/PID 匹配设备

---

板载自测信号

TIM3 在 PA6 输出 10 kHz、25% 占空比 PWM。占空比特意取不对称值，波形上一眼可辨；把 PA6 短接到 PA1 即可做「信号源 → ADC → USB → 上位机」的闭环自测。

---

目录结构

路径	说明
User/main.c	主循环：DMA 半满/全满标志处理、USB 上传、状态心跳打印
User/adc.c	双 ADC 交替采样 + TIM2 触发 + 校准
User/dma.c	DMA1_Channel1 循环双缓冲配置
User/ch32v30x_usbhs_device.c/.h	USB HS 设备驱动（WCH 官方）
User/usb_desc.c/.h	USB 描述符（HS / FS 配置、端点、字符串）
User/ch32v30x_it.c	中断向量
Altium_模拟前端处理电路.zip	模拟前端（ADC 输入调理）电路设计文件

---

构建与运行

1. 用 MounRiver Studio 打开工程 CH372Device.wvproj（.mrs/ 为 IDE 工作区配置）；
2. 编译烧录后设备枚举为高速 USB 设备；
3. 串口 USART1 115200 输出调试信息（USB 枚举状态、DMA 触发计数、ADC 寄存器值、DMA 计数与中断标志），可用于确认采样链路是否在跑。

上位机运行前，Windows 下需用 Zadig 把该设备驱动切换为 WinUSB。

---

说明

• ch32v30x_usbhs_device.*、usb_desc.*、system_ch32v30x.* 等来自 WCH 官方 CH32V307 例程，版权归南京沁恒微电子股份有限公司（见各文件头部声明）。
• obj/、.mrs/ 下为编译产物与 IDE 工作区缓存，非源码。