【正文】 這就是我們想要顯示的時(shí)標(biāo)。 此時(shí)使Ｖ dot 的值從低電壓 0V 變到高電壓 5V 時(shí)，調(diào)節(jié) R1 數(shù)值使 △ V1 恰好為 。 Vbas 是在 0～ 5v 范圍內(nèi)變化的模擬電壓 則在 V0 處的變化范圍是 0～ 即△ V0=。并且要保證各信號(hào)之間要有一定的空白間隔，以區(qū)分顯示 9 個(gè)頻段。此 9 個(gè)偏置電平和 T0輸出的信號(hào)相迭加，實(shí)現(xiàn) T0 信號(hào)在示波器上的的分頻段顯示。 TLC7226 是高性能 D/A 轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)包含四路 8 位電壓輸出數(shù) /模轉(zhuǎn)換器(DAC)， 每個(gè) DAC 都有分離的片內(nèi)鎖存器，數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)公共的 8 位 TTL/CMOS兼容 (5V)輸入口送入這些數(shù)據(jù)寄存器之一。 數(shù)據(jù)顯示模塊用一片 162A 液晶顯示 ,用高四位傳輸數(shù)據(jù)，接法與信號(hào)發(fā)生器中一樣。 此方案中 X 端的不規(guī)則鋸齒輸入的提供也是一個(gè)問(wèn)題，這種方案情況下的時(shí)標(biāo)輸入也是先計(jì)算好位置，在單 BIT 掃描中打點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。此方法較簡(jiǎn)單，且效果也不錯(cuò)。這樣 X軸的電壓是帶一個(gè)小平臺(tái)的鋸齒波。Ｘ要外接線性的鋸齒波信號(hào)，Ｙ和上述說(shuō)明中沒(méi)有變化。本部分的主要難點(diǎn)集中在示波器顯 示控制上，我們先對(duì)示波器的顯示方法進(jìn)行分析討論： 顯示方法分析： 要能同時(shí)在示波器上看到 8 路信號(hào)波形，模擬示波器需要用外接掃描信號(hào)方式工作示波器上顯示數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的 8 路信號(hào)和 1 路觸發(fā)點(diǎn)位置標(biāo)識(shí)，共需 9 個(gè)通道。當(dāng)單片機(jī)采集到的狀態(tài)字和用戶所提供的觸發(fā)字 8 位邏輯狀態(tài)完全一致時(shí)，開(kāi)始一次數(shù)據(jù)采集，連續(xù)采集 24 位，然后存儲(chǔ)到顯示緩沖區(qū)中，這樣每個(gè)顯示通道的存儲(chǔ)深度為 24bit； 對(duì)于三級(jí)觸發(fā)字方式，設(shè)定從外部采兩位的狀態(tài)，連續(xù)取三次，都和我們?cè)O(shè)定的兩位邏輯狀態(tài)一樣的情況下，將進(jìn)入 3級(jí)觸發(fā)采集狀態(tài)，開(kāi)始采集。 結(jié)構(gòu)框圖如下： （ 2） 數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)部分 此部分對(duì)應(yīng)框圖中的 MCU電壓比較器、鍵盤(pán)和 LCD 液晶顯示 輸入電路： 八路輸入信號(hào)通過(guò)電壓比較器 LM339 和 D/A 轉(zhuǎn)換器 TLC7226 提供的基準(zhǔn)電壓作比較后，作為存儲(chǔ)單片的輸入， 8 路信號(hào)接入 LM339 同相輸入端，可以獲得較大阻抗。另外，考 慮到邏輯復(fù)雜程度和實(shí)現(xiàn)規(guī)模，可采用芯片大概要到Alter EPF11C50、 Alter EP1C6 等級(jí)別的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，但此種規(guī)模 PLD 系統(tǒng)受實(shí)驗(yàn)室條件限制，無(wú)法順利開(kāi)發(fā)，而且其所需元器件和 EPC 配置芯片在本地?zé)o法買到，因而綜合比較后我們淘汰掉本方案。如果采用此方案，可以很好的解決同時(shí)采樣和控制顯示的功能，但是 ARM系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試復(fù)雜，在短時(shí)間內(nèi)難以很好的完成設(shè)計(jì)，所以不宜采用此方案。 2. 方案論證與選擇 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器 方案 ? 利用單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器，產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出中斷，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻率要達(dá)到100Hz 的要求。 （ 2）簡(jiǎn)易邏輯分析儀應(yīng)具備 3級(jí)邏輯狀態(tài)分析觸發(fā)功能，即當(dāng)連續(xù)依次捕捉到設(shè)定的 3 個(gè)觸發(fā)字時(shí)，開(kāi)始對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行一次采集、存儲(chǔ)與顯示，并顯示觸發(fā)點(diǎn)位置。 b ．能利用模擬示波器清晰穩(wěn)定地顯示所采集到的 8 路信號(hào)波形，并顯示觸發(fā)點(diǎn)位置。邏輯信號(hào)序列示例如圖 2 所示。 （ 2）制作簡(jiǎn)易邏輯分析儀 a．具有采集 8 路邏輯信號(hào)的功能，并可設(shè)置單級(jí)觸發(fā)字。 c． 8 位輸入電路的輸入阻抗大于 50k Ω，其邏輯信號(hào)門限電壓可在 ~4V范圍內(nèi)按 16 級(jí)變化，以適應(yīng)各種輸入信號(hào)的邏輯電平。 3 級(jí)觸發(fā)字可任意設(shè)定（例如：在 8 路信號(hào)中指定連續(xù)依次捕捉到兩路信號(hào) 1 0 00作為三級(jí)觸發(fā)狀態(tài)字）。 ? 當(dāng)改 變撥段開(kāi)關(guān)的預(yù)設(shè)值后，按下數(shù)字開(kāi)關(guān)，單片機(jī)會(huì)重新讀入 8 位數(shù)據(jù)，并對(duì)改變后的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和輸出。 方案二：針對(duì)分析中提出的問(wèn)題，我們也可以采用兩片普通 51單 片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一片 51 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，存儲(chǔ)；另一片 51 實(shí)現(xiàn)控制示波器實(shí)時(shí)顯示功能，兩片 51 之間采用串行通信來(lái)解決數(shù)據(jù)通信問(wèn)題，這樣的方案可以滿足題目提出的設(shè)計(jì)要求。 綜合分析上述各方案，比較其優(yōu)缺點(diǎn)，包括靈活性、可靠性、可擴(kuò)展性和 易操作性，所以選用方案二。 觸發(fā)和存儲(chǔ)原理： 本部分功能主要依靠 51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 采集完 24 位數(shù)據(jù)后，存儲(chǔ)起來(lái)。同時(shí)顯示這 9 個(gè)通道的信號(hào)，需要采用動(dòng)態(tài)掃描 的方法：借助 9個(gè)不同的基準(zhǔn)電壓，使顯示的 9 路波形分別處在不同的位置上，即把要在示波器上顯示的信號(hào)電平 Qi+Vi 偏置電平（ i=0～ 7)加與示波器 Y軸輸入端。按行掃描送的數(shù)據(jù)是把數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ) 24BIT 深度后，把 Q0Q7 的數(shù)據(jù)串行送到示波器，即先送 Q0的 24BIT,再依次送 Q1Q7 的 24BIT,掃完一屏要送 9次（還有時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)）。 （ 2）、按行掃描方式， X 用外觸發(fā)方式，掃描 9 次掃完一屏， X、 Y 接法和方案一一樣。 （ 3）、按列掃描方式， X 采用外觸發(fā)方式 ,故 X、 Y 接法同方案 2。 綜合以上幾種方案的分析比較，我們選用方案 2，此方案靈活簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)方便，而且可以達(dá)到較好的效果。 TLC7266 加示波器顯示模塊 產(chǎn)生周期相同的 X 和 Y 信號(hào)，便于波形顯示的同步，且可以顯示較復(fù)雜的波形。由 A0 和 A1 決定 /WR 變低時(shí)哪個(gè) DAC被加載。 （ 2）、產(chǎn)生和使用門限 單片機(jī)通過(guò)對(duì) D/A 設(shè)置不同輸出電壓，得到門限電平從 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出到LM339 反相輸入端。針對(duì)此方案，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下電路圖 所示作為示波器的輸入電路來(lái)實(shí)現(xiàn)在示波器上清晰顯示，此電路不僅解決了上面我們注意到的存在問(wèn)題即輸入電平的幅度問(wèn)題，同時(shí)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了時(shí)標(biāo)的掃描顯示。 要在示波器上實(shí)現(xiàn) 9 頻道的輸出，則每一頻道所占的變化電壓是： △ V=△ V0 / 9=。 實(shí)際電路調(diào)節(jié)合適后可以得到電路的各參數(shù)： R1=2M 歐 ， R2= 470K 歐， R3= 36K 歐， R4= 47K 歐 Vdot=0 時(shí) ,為正常的掃描模式： Vdot=1 時(shí)，為打點(diǎn)掃描模式： 在屏幕上顯示 的效果為： 第一行為觸發(fā)點(diǎn)顯示行，在沒(méi)有觸發(fā)點(diǎn)的時(shí)候觸發(fā)點(diǎn)顯示行顯示一條低電平的亮線，有觸發(fā)點(diǎn)時(shí)則在觸發(fā)字處顯示持續(xù)一個(gè)周期的高電平，然后降下來(lái)顯示低電平亮線，所以出現(xiàn) 1BIT 的高電平時(shí)，則表明有觸發(fā)點(diǎn)且觸發(fā)點(diǎn)就在這一位上，并且此觸發(fā)點(diǎn)的位置是可以人工調(diào)節(jié)的。時(shí)標(biāo)可以左右移動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)顯示消隱。實(shí)時(shí)波形存儲(chǔ)，既方便有快捷， .我們稱之為實(shí)時(shí)波形存儲(chǔ) . 通過(guò) STORE 鍵操作 ,我們可以隨時(shí)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)的波形 .在正常的數(shù)據(jù)傳遞、波形顯示的情況下，按下 STORE 保存下當(dāng)前的波形，以備以后回放之用。查看這些波形信息，我們只需要通 過(guò) UP/DOWN 鍵就可以上下翻看兩屏波形信息。這是我們這個(gè)簡(jiǎn)易邏輯分析儀的特色功能之一。用插線連接好電源，接好地，把 CLK 輸出和 P0 各口的用插線接到示波器 TDS210 上，液晶屏幕上將顯示歡迎信息和當(dāng)前P0 口循環(huán)輸出的默認(rèn)序列 0000 0101， 8 位序列結(jié)束 處有閃爍標(biāo)志，僅接其后顯示的是輸出 CLK信號(hào)的頻率 100HZ。按 ENTER 后，則設(shè)置結(jié)束，新設(shè)的序列在液晶上顯示出來(lái)，用示波器檢測(cè) P0 口輸出脈沖循環(huán)情況確為新設(shè)脈沖的重復(fù)循環(huán)移位顯示。 測(cè)試結(jié)果： 基準(zhǔn)電壓為 0v，測(cè)量數(shù)據(jù)如下： 波形顯示： 結(jié)果分析： ● 由測(cè)試頻率 表可看出所測(cè)結(jié)果符合要求： CLK 的頻率基本為 100HZ，與液晶顯示 的頻率值相符合。由于時(shí)間限制，頻率選擇鍵的選擇功能還未擴(kuò)展寫(xiě)入。這證明單極觸發(fā)字被順利寫(xiě)入，且在各路被測(cè)信號(hào)電平與觸發(fā)字所設(shè)定的邏輯狀態(tài)相同時(shí)，即在滿足觸發(fā)條件下進(jìn)行了一次采集、存儲(chǔ)。即大約為 100k 即得到結(jié)論 8位輸入電阻的阻抗大于 50 千歐。 //023 uchar Trigger_Position。 uchar Series_Number=0。 //trigger level (0)NoTrigger int Trigger_Position_Temp=0,j=0。 //Page being displayed. 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