簡(jiǎn)易數(shù)字示波器設(shè)計(jì)說明(已修改)
2025-04-21 05:30 本頁面
【正文】 . . . .. .電信專業(yè)綜合實(shí)踐設(shè)計(jì)題目：在LPC2210 開發(fā)板的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)易數(shù)字示波器設(shè)計(jì)學(xué)校： 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師：2011．1．1目 錄第1章 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 設(shè)計(jì)要求 1 系統(tǒng)功能 1 應(yīng)用分析 1第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3 總體框圖 3 總體設(shè)計(jì)分析 3第3章 硬件結(jié)構(gòu) 7 5V電源電路 7 系統(tǒng)電源電路 8 復(fù)位電路 10 JTAG接口電路 11 系統(tǒng)存儲(chǔ)器電路 11 TFT液晶接口電路 12 串口接口電路 13 ADC電路 14 按鍵控制電路 15 主芯片電路 14第4章 軟件分析 14 軟件框圖分析 14 任務(wù)的劃分 15 任務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì) 15 液晶初始化設(shè)計(jì) 16 定時(shí)器設(shè)計(jì) 16 AD轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) 16 數(shù)據(jù)處理 17 觸發(fā)設(shè)計(jì) 17 周期設(shè)計(jì) 17 求最值設(shè)計(jì) 18 主函數(shù)與調(diào)用的TASK設(shè)計(jì) 18拓展部分 19參考文獻(xiàn) 20 第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1. 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 在LPC2210 開發(fā)板的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一簡(jiǎn)易數(shù)字示波器。1. 2 設(shè)計(jì)要求：216。 數(shù)字示波器的硬件系統(tǒng)的電路原理圖設(shè)計(jì)216。 數(shù)字示波器的圖形界面設(shè)計(jì)216。 數(shù)字示波器的信號(hào)觸發(fā)、矢量顯示、軌跡消隱實(shí)現(xiàn)216。 被測(cè)信號(hào)的周期、最大/最小值實(shí)現(xiàn)1. 3 系統(tǒng)功能： 以LPC2210開發(fā)板的液晶屏模擬數(shù)字示波器的顯示屏，實(shí)現(xiàn)被測(cè)波形的顯示。 1. 4 應(yīng)用分析：本設(shè)計(jì)對(duì)基于ARM（Advanced RISC Machine）的簡(jiǎn)易示波器的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了介紹。主要對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分和軟件設(shè)計(jì)部分進(jìn)行了分析。硬件設(shè)計(jì)部分首先給出了系統(tǒng)框圖，然后對(duì)各個(gè)組成模塊進(jìn)行了介紹。并給出了各模塊所使用的主要元器件。包括電源部分、放大部分、控制部分、鍵盤功能及芯片的采集和顯示部分。軟件設(shè)計(jì)部分編寫了使能部分、AD轉(zhuǎn)換、顯示部分、數(shù)值計(jì)算部分。 第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2. 1 總體框圖輸入信號(hào)放大電路（模擬通道）采樣和量化 ADCLCDARM KEY1 21 系統(tǒng)框圖2. 2 總體設(shè)計(jì)分析本設(shè)計(jì)如果選擇的是DSP，設(shè)計(jì)中用到芯片就會(huì)增多，而且因?yàn)镈SP造價(jià)高于ARM并且小信號(hào)的采集如果應(yīng)用DSP放大芯片有很多限制，不易選取。而應(yīng)用ARM則減少了這方面的問題。在嵌入式處理器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，RISC[1]已經(jīng)成為處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必然選擇。嵌入式微處理器嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。并且該系統(tǒng)是以提高對(duì)象體系智能性、控制力和人機(jī)交互能力為目的，通過相互作用和內(nèi)在指標(biāo)評(píng)定的，嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件，是決定嵌入式系統(tǒng)功能強(qiáng)弱的主要因素，也決定了嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和開發(fā)復(fù)雜度。本設(shè)計(jì)需要解決的問題包括硬件部分和軟件部分。硬件部分的設(shè)計(jì)主要是芯片選擇，控件的選擇，放大倍數(shù)的控制，衰減倍數(shù) 的選擇。軟件部分的設(shè)計(jì)主要是驅(qū)動(dòng)程序的編譯，主函數(shù)主要功能的實(shí)現(xiàn)，按鍵控制的選擇。第三章 硬件結(jié)構(gòu)3. 1 5V電源電路LPC2200系列ARM7微控制器均要使用兩組電（LPC213x,LPC214x除外），I/。首先有CZ1電源接口輸入9V直流電源，二極管D1防止電源反接，經(jīng)過C42,C44濾波，然后通過LM2575將電源穩(wěn)壓の5V，再使用LDO芯片（低壓差芯片）。如圖所示（11），所設(shè)計(jì)的5V電源電路的穩(wěn)壓芯片使用的是LM2575開關(guān)電源芯片。 圖31 （5V電源電路）3. 2 系統(tǒng)電源電路系統(tǒng)電源電路如圖12所示，其特點(diǎn)為輸出電流大，輸出電壓精度高，穩(wěn)定性好。猶豫LPC2200系列ARM7微控制器具有獨(dú)立的模擬電源和模擬地引腳，為了降低噪聲和出錯(cuò)幾率，模擬電源與數(shù)字電源應(yīng)該隔離。這里使用10uH的電感L2~L4實(shí)現(xiàn)電源隔離（將高頻噪聲隔離），并且在設(shè)計(jì)PCB板時(shí)采用大面積敷地，以降低噪聲。 圖32（系統(tǒng)電路）3. 3 復(fù)位電路由于ARM芯片的告訴、低功耗和的工作電壓導(dǎo)致其噪聲容限低，對(duì)電源的紋波、瞬態(tài)響應(yīng)性能、時(shí)鐘源的穩(wěn)定性和電源監(jiān)控可靠性等諸多方面也提出了更高的要求。如圖13所示。 圖33（系統(tǒng)復(fù)位電路）3. 4 JTAG接口電路采用RAM公司提出的標(biāo)準(zhǔn)20腳JTAG仿真調(diào)試接口，JTAG信號(hào)的定義以及與LPC2210的連接如圖14所示。圖中，JTAG接口上的信號(hào)nTRST連接到LPC2210芯片的T\R\S\T\引腳，以達(dá)到控制LPC2210內(nèi)部JTAG接口電路復(fù)位的目的（但不控制CPU復(fù)位）。 圖34（JTAG接口電路）3. 5 系統(tǒng)存儲(chǔ)器電路SartARM2200j教學(xué)實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)上擴(kuò)展了2MB NOR FLASH（型號(hào)為SST39VF160）和8MB PSRAM（芯片型號(hào)為MT45W4MW16），電路如圖15。為了方便程序調(diào)試及最終代碼的固化應(yīng)用，使用LPC2210外部存儲(chǔ)接口的BANK0和BANK1地址空間，并且可以通過JP10跳線將片選信號(hào)CS0和CS1分別分配給SRAM或FLASH。在使用JTAG調(diào)試程序時(shí)，分配SPRAM為BANK0地址，因?yàn)锽ANK0可以進(jìn)行異常向量表的重新映射操作。當(dāng)最終代碼固化到FLASH時(shí)，分配FLASH為BANK0地址，SRAM為BANK1地址。這是因?yàn)锽ANK0可以用來引導(dǎo)程序運(yùn)行。若使用BANK0引導(dǎo)程序運(yùn)行，將JP9短接到OUTSIDE端，使系統(tǒng)復(fù)位時(shí)BOOT1和BOOT0引腳的電平為0b01（即二進(jìn)制值01）. 圖35（系統(tǒng)存儲(chǔ)器電路）3 . 6 TFT液晶接口電路，其電路原理如圖16所示。，內(nèi)帶白光LED背光燈，可以直接使用8位、16位或18位總線方式與控制器連接（因?yàn)橐壕K內(nèi)部包含了HD66781和HD66783液晶控制驅(qū)動(dòng)器）。為了得到更搞的數(shù)據(jù)傳輸速率，設(shè)計(jì)電路時(shí)采用16位總線接口，按照HD66781芯片說明，需要IM3和IM0引腳0電平，16位數(shù)據(jù)分別為DB17~DB10和DB8~DB1引腳，為使用的DB0和
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