簡易數字存儲示波器設計的報告-文庫吧
2025-04-29 03:20 本頁面
【正文】 各種千兆以太網、光通訊等測試領域。而低端數字存儲示波器幾乎可以應用于國民經濟各個領域的通用測試，同時可廣泛應用于高校及職業(yè)學校的教學，為社會培養(yǎng)眾多的后備人才。數字存儲示波器的技術基礎是數據采集，其設計技術可以應用于更廣泛的數據采集產品中，具有深遠的意義。二 作品設計要求要求基于單片機設計一具有遠程控制功能的簡易數字存儲示波器。具體要求如下：（1）輸入信號范圍可達0～177。10Vpp。（2）輸入信號頻率范圍可達100Hz～10KHz，頻率分辨率可達100Hz。（3）實時顯示輸入波形（至少1個周期）（4）具有波形存儲功能，能存儲至少1組波形，存儲深度至少為1屏數據，并可回調存儲波形。（5）實時顯示輸入信號的峰峰值（Vpp）、有效值（Vrms）和頻率。（6）具有遠程控制功能，通過遠程終端控制該示波器的采樣運行、停止、回放等操作。（7）自制電源。（8）其它。（在滿足上述要求的基礎上，自行增加功能或提高性能指標。如擴展輸入信號幅度和頻率范圍、提高幅度和頻率分辨率、增加保護電路、提高人機交互友好程度、實現(xiàn)遠程波形數據的傳輸等）三 總體方案設計 方案一：利用一片430單片機作為主控芯片，對函數發(fā)生器傳輸過來的波形進行采樣，并將采樣數據送到LCD液晶屏上進行實時顯示。同時通過紅外裝置進行無線傳輸，將波形數據傳輸給另一片430單片機，對波形的參數（頻率、幅值、相位）進行實時顯示。其電路方框圖如下圖1所示： 圖1 方案二：它的工作原理是：對于輸入的信號，首先由信號調理電路將信號進行整形，濾波處理，然后將處理后的信號送入到A/D轉換器的模擬輸入端，由A/D轉換器對輸入的模擬信號進行數字化處理，數字化處理后的數據存儲在定義的數組中，一幀數據采集完成后，經過一定的數字信號處理算法，計算出波形的相關參數，并對波形進行重建送入到LCD液晶顯示器中顯示。基于模數轉換電路在給定采樣時鐘的節(jié)拍下把輸入模擬信號轉換為離散的數據值，然后送入到兩片430單片機中分別實現(xiàn)波形的實時顯示和波形相關數據的顯示的功能。其電路方框圖如下圖2所示： 圖 2 對于方案一，其實現(xiàn)結果效果較好，但是紅外無線傳輸電路較復雜，且程序較繁瑣；相比之下方案二則整體思路比較明確，單片機直接對調理電路調理過后的信號采樣和取值，分別顯示波形和波形相關參數。故本作品采用方案二作為設計方案。本作品的設計要求中，由于輸入信號要求0～177。10Vpp，輸入信號頻率范圍可達100Hz～10KHz，頻率分辨率可達100Hz。故在前級調理電路中，可以采用集成運放將基線和幅值調理成MSP430單片機能夠采集的范圍之內。由于波形顯示需要不失真，因而在AD采樣時采用單片機內部AD定時器采樣，最高可達200kbps。采樣數據存放在數組中，利用給液晶屏地址賦值的方式將波形顯示出來。四 電路單元模塊設計 單片機主控芯片電路模塊430單片機主控芯片模塊電路圖如下圖所示：圖3 單片機主控芯片模塊電路圖此模塊電路主要負責對接收的信號進行AD轉換，取樣，再把得到的數據傳送給12864液晶屏進行實時顯示。信號調理主要是對被測輸入信號在幅度與偏移方面進行線性處理，使信號在垂直方向上處于A/D轉換器的輸入范圍內。待測模擬信號輸入到數字示波器時首先要經過相關的處理才能夠送給ADC，因為ADC對輸入電壓的幅度有一定的要求，一般為05V，或
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