使用STM32调试FMSDR模块及解调FM电台（1）

1. 硬件介绍及软件安装、基础实验案例

硬件介绍

FM_SDR引脚如下：

与大拇指STM32H750开发板的接口引脚说明

与大拇指EG4S20开发板接口引脚说明

使用的STM32引脚分布如下：

软件安装、基础实验案例

我们需要的软件有：

●STM32开发软件：

●JAVA安装包：jre-8u301-windows-x64.exe

●STM32CUBE开发工具：SetupSTM32CubeMX-6.3.0-Win.exe

●STM32CUBE库开发包：en.stm32cubeh7_v1-9-0_v1.9.0.zip

●KEIL开发工具：MDK535.EXE

●STM32H7的KEIL安装包：Keil.STM32H7xx_DFP.2.7.0.pack

●串口数据绘图软件：UARTPLOT

●示波器：本实验我们使用硬木课堂的口袋仪器产品进行测量

2. 调试整体思路

当我们使用FPGA或者STM32模块配合FMSDR模块使用的时候，需要从零开始调试这个电路，逐步完成：硬件好坏判断、8027和MSI001寄存器控制、波形采集、FM解调、滤波器设计和声音回放，这需要我们有一个清晰的调试思路：使用已知来调试未知。

很多同学一上来就调试MSI001收电台，几乎都收到的都是杂音，看到毫无规律的IQ信号无从下手，因为这里可能出错的地方很多：SPI时序错误，寄存器配置错误，ADC配置错误，解调算法错误，滤波算法错误，抽取算法错误，DAC程序错误等等，任意一步出问题都会导致最终结果不对。

更难受的是，即使是正常解调的电台，无论是IQ波形，解调后波形，还是滤波后波形，都是杂乱无章的（如下图），这对指导我们逐步调试没有任何帮助，因为错误的操作导致的波形有可能也是类似的杂乱无章的信号：

正常解调电台的输出波形

正常解调电台的输出波形

因此，我们需要一个已知正确的波形来指导我们逐步完成调试和解调过程，例如解调一个单音调制的FM信号，就可以在每一步都有已知正确的波形作为参考。

解调单音调制的FM信号

单音调制的FM信号

下面，我们使用STM32和口袋仪器m302对FMSDR进行调试示例，给出调试思路。使用肉眼就能够判断正确与否的正弦信号进行调制和解调，步步为营。

1使用8027发出单音FM信号（创建已知待解调信号）

a验证I2C接口：确保操作8027的I2C时序正确，硬件正常工作

a设置寄存器，使8027将DAC_L输入的1KHz正弦波调制到98.5MHz上

b使用频谱仪或者商用收音机确定98.5MHz上存在1KHz的FM调制信号

2使用MSI001解调8027发出的已知单音信号（和已知正确波形逐步对比）

a验证SPI接口：确保操作MSI001的SPI时序正确，硬件正常工作

b验证ADC采集：设置MSI001寄存器，查看单音输入时采集的IQ信号，对比本文中IQ采样的波形，看是否正常，可以调整MSI001的衰减倍数使IQ输出不饱和

c验证FM解调算法：对单音输入的IQ信号进行解调，对比本文中解调后的波形，看解调算法是否正确

d验证DAC播放程序：将滤波后的信号进行抽取以匹配DAC的刷新率，同时从DAC输出观察是否是一个连续的正弦信号，观察噪声情况

e验证数字滤波器：将抽取后的信号经过数字滤波器，对带有噪声的正弦信号进行低通滤波，并从DAC发出，看是否得到一个毛刺较少的连续的正弦信号

3更换频点使用MSI001解调电台（利用第2步得到的正确控制方法和算法解调电台）

a更换MSI001频点为已知电台的频点

b收听广播声音是否正常

c观察采集的IQ信号，调整MSI001的衰减倍数

d调整滤波器参数，听一下是否对声质有改善