【正文】 阻鏈越長， ADC 可以識別的電壓層次也趙多。 在現(xiàn)實當中，增加垂直分辨率的限制因素之一是成本問題，在畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 7 制造 ADC 時，輸出字每多增加一個比特，就需要將所 用的比較器數(shù)增加一倍并使用更大的編碼變換器，這樣一 來就使得 ADC 電路在電路板上占據(jù)大一倍的芯片空間，并消耗多一倍的功率（這又將進一步影響周圍電路）結(jié)果，增加垂直分辨率又帶了價格的提高。 據(jù)此，兩個采樣之間的時間間隔可按下式計算： 采樣間隔 =時基設(shè)置（ s/格） /采樣點數(shù) 若時基設(shè)置為 1ms/格，且 每 格有 50 個采樣，則可以計算出采樣間隔為：采樣間隔 =1ms/50=20us 采樣速率是采樣間隔的倒數(shù)：采樣速率 =1/采樣間隔 通常示波器可以顯示 的采樣點數(shù)是固定的，時基設(shè)置的改變是通過改變采樣速率來實現(xiàn)的，因此一臺特定的示波器所給出的采樣速率只有在某 一特定的時 基 設(shè)置之下才是有效的。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 9 2 方案及器件選擇 控制部分 方案一 :采用簡單邏輯電路組合成控制系統(tǒng)?？梢岳糜邢薜目刂凭€和數(shù)據(jù) /地址總線，簡化系統(tǒng)的硬件設(shè)計，并充分發(fā)揮數(shù)量不多的數(shù)字邏輯器件的作用，由于數(shù)字器件的高速性，例如 :采用高速 觸發(fā)器 CC4043,可編程計數(shù)定時器 CC4520 以及一些必要的邏輯器件的速度都可達數(shù) 上百 赫 茲 ，加上采用 ADC0809，足以 滿足 整個系統(tǒng)的采樣儲存速度，可以滿足并超過采集速度的要求同時可以用軟件實現(xiàn)系統(tǒng)的功能和對數(shù)據(jù) 進 行各種后 期 處理 ,改善人機界面。此方案設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)。當啟動 DMA 方式時，單片機讓出數(shù)據(jù)和地址總 線，由 DMA 控制器控制數(shù)據(jù)的讀寫；當 DMA 控制器完成工作后，單片機再接管總線控制權(quán)，執(zhí)行其他讀寫操作?？紤]到數(shù)據(jù)傳輸不是很快，而且是單向傳輸 (數(shù)據(jù)存到 RAM)，在沒有專用 DMA 控制器的情況下， 單純用單片機 控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和存儲。它可以實現(xiàn)以 10 倍為 1 擋的靈敏度調(diào)節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 本次設(shè)計沒有采用 放大設(shè)備。 1 1 1000 表 22 A0、 A1邏輯狀態(tài)與增益和增益誤差對照表 器件選擇 根據(jù)以上方案選擇所得結(jié)果，列出器件清單： ? ADC0809 一片 ? DAC0832 一片 ? AT80C51 單片機 ? 撥碼開關(guān) 介紹： 按工作原理分， A/D 轉(zhuǎn)換器的主要種類有：逐次逼近式、雙計分式、計數(shù)比較式和并行式。時鐘頻率范圍： 10～1280kHz。在經(jīng)過二分頻后為 1MHz，所以ADC0809 能可靠工作。 介紹： DAC0832 由一個 8 位輸入鎖存器、一個 8位 DAC 寄存器和一個 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器及邏輯控制電路組成。 介紹： 80C51 單片機主要由以下幾部分組成 ： 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 14 （ 1） CPU 系統(tǒng) ? 8位 CPU，含布爾處理器； ? 時鐘電路； ? 總線控制邏輯。 本次設(shè)計的硬件連接圖如附錄 1。 軟件關(guān)鍵部分為 按鍵控制 部分 ， 數(shù)據(jù)采集 部分 和 D/A 轉(zhuǎn)換 部分 。 D/A轉(zhuǎn)換 部分 包括讀取片內(nèi) RAM或片外 RAM判斷間隔時間然后輸出波形送給示波器顯示， 實現(xiàn) 存儲波形的顯示 、 實時顯示 、 在時間軸上的延伸 等子功能。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 17 開始 是否有按鍵 A/D 轉(zhuǎn)換 初始化 存儲 20 采樣點 計算 輸出頻 率 D/A轉(zhuǎn)換 K6 按下？ K5 按下？ K4 按下？ 存儲 100 采樣點 K3 按下？ K1 按下？ K2 按下？ 顯示存儲波形 顯示 4 倍存儲波形 顯示 2 倍存儲波形 實時顯示 2 倍波形 實時顯示 4 倍波形 N Y Y N N N N N Y Y Y N Y 圖 31 主程序流程圖 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 18 Y MOV SP,60H MOV SP,60H 開始 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完畢？ 置計數(shù)器初值 啟動 A/D 設(shè)置間隔時間 改變計數(shù)器及表指針 轉(zhuǎn)到主程序初始化 撥碼開關(guān)打開？ Y MOV SP,60H MOV SP,60H NY N 圖 33 顯示存儲波形子程序 程序介紹 一 ，主程序 ， 掃描鍵盤判斷是否有按鍵按下，如果沒有按鍵按下，程序繼續(xù)執(zhí)行，轉(zhuǎn)入 A/D 轉(zhuǎn)換，結(jié)果依次送入單片機內(nèi)部存儲器的 20個存儲單元，存儲結(jié)束轉(zhuǎn)入 D/A 轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)讀取中間有時間間隔， 判斷 和 是否置位， 控制波形輸出頻率。 循環(huán)讀取數(shù)據(jù)進入 D/A 轉(zhuǎn)換，每次循環(huán)會判斷是否復位撥碼開關(guān)是否開啟，如果開啟程序自動轉(zhuǎn)入掃描鍵盤繼續(xù)執(zhí)行主程序。實驗板上，單片機與 A/D 轉(zhuǎn)換器時鐘信號連接在 A/D 轉(zhuǎn)換器介紹中已經(jīng)介紹。 例如，當一個半導體器件被打開時，其輸出信事情的幅度可能很大，我們可以用它來觸發(fā)示波器，但是，如果 我們要研究該半導體器件開始導通的很 小的輸入信號時，我們就會發(fā)現(xiàn) ， 這個信號太小因而不能準確的觸發(fā)示波器。這時可以畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 21 使用方波 的一個沿來觸發(fā)示波器，而把時基設(shè)置成很高的速度以顯示抖動，其做法是：在示波器探測到觸發(fā)事件時，啟動一個后觸發(fā)延遲計數(shù)器。也就是說在各次采集過程中，方波的上升沿將會在相對于觸發(fā)事件卡拉奇不同時刻（即屏幕上的不同位置） 出現(xiàn)。但如示波器具有很寬的觸發(fā)位置控制范圍，使用起來將會是很方便的。這些毛刺常常會引起系統(tǒng)發(fā)生誤動作。 那么， 通過 DSO 我們 不一定 能 觸 發(fā)這些毛刺 ， 首先我們必須確保示波器已準備好去捕捉這些快速毛刺。 采 用 峰值檢測的方法時，示波器將對信號波形的幅度連續(xù)地進行監(jiān)測，并由正負峰值檢測器將信號的峰值幅度暫 時 地存貯起來。峰值檢測的方法對于捕捉調(diào)制信號，例如圖 所示的 AM 波形，也是非常有用的。 數(shù)字式峰值檢測器圍繞 ADC 而構(gòu)成，這時 ADC 將以可能的最高采樣速率連續(xù)對信號進行采樣，然后將峰值存貯在一個專用的存儲器中，當要顯示采樣點的值時，貯存的峰值就作為該時刻的采樣值來使用。 對于低頻應用的場合，信號的變化周期可達分鐘量級而遠不只是微秒的量級，這時 DSO 可以應用于一種全連續(xù)的顯示方式：滾動模式。 由于有了這種滾動模式，我們就可以用示波器來代替圖表記錄儀來顯示慢變化的現(xiàn)象，諸如化學過程、電池的充放電周期或溫度對系統(tǒng)性能的影響等。我們在此討論其中的 幾種。由于圖形觸婦的設(shè)計是和數(shù)字邏輯配合使用的，因此，可以用來監(jiān)視各條線的狀態(tài)是為高（ H）、低（ L）、或者任意（ X）。輸入信號怕自理方法和圖形觸發(fā)時一樣，只不過把其中的一個輸入信號當作時鐘信號。國為我們可以認為，在正常工作的情況下，這樣窄的脈沖是不會發(fā)生的。 時間限定觸發(fā) ： 這種觸發(fā)方式使得示波器在滿足一定的時間長度要求的條件下，可 以按上述任何一種方式觸發(fā)。 事件延遲 ： 這種觸發(fā)方式使示波器多個信號的情況來觸發(fā)，而其中的一個入號，用來延遲采集的超始點。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 26 次周期 ： 這種功能可以用來從輸入信號中選出每個第 N 次出現(xiàn)的波形，然后將這種選出的信號加到正常觸發(fā)系統(tǒng)來使示波器觸發(fā)。 示波器配備大量的后備存儲器對于在現(xiàn)場工作的工程師是 很方便的。采用這種方法時，在屏幕上將各個采集的采樣點用幅度和頻率均為可變的最佳正弦擬合曲線連接直來。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 28 5 測試結(jié)果及 總結(jié) 通過單片機控制本次設(shè)計可以實現(xiàn)數(shù)字存儲示波器的一些簡單功能，如實時顯示波形、波形延伸、存儲波形、顯示存儲波形、顯示存儲波形延伸等，但是由于設(shè)計中的不足，會產(chǎn)生波形的失真及毛刺現(xiàn)象。當輸入信號頻率低于采樣信號的 3 倍或更低則不會出現(xiàn)明顯的失真 ，我 們采用 1MHz 采樣頻率所以規(guī)定輸入信號范圍為 5KHz～ 300KHz。但這并不會影響畢業(yè) 設(shè)計的順利完成， 畢竟現(xiàn)階段還是以理論知識的學習為主，適量的實驗為輔。本學期的電子勞動和這次課程設(shè)計是我們學以致用的開始和純理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)型的開端 。首先，我對個元器件的原理及性能有了更深入的理解和認識，較好的掌握了電容數(shù)字測量儀的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法，熟悉了相應的中大規(guī)模集成電路的方法，進一步掌握了其工作原理。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 30 在以后生產(chǎn)生活中 隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展 , 一些新的技術(shù)不斷出現(xiàn) , 數(shù)字存儲示波器（ DSO）相應地對量的要求也越來越高。原有模擬示波器已不能滿足要求 ,取而代之的是電子簡易數(shù)字存儲示波器。 至此經(jīng)過三個來月的設(shè)計與開發(fā)，感謝這次帶我畢業(yè)設(shè)計老師的悉心教導，感謝這次畢業(yè)設(shè)計的同組同學不倦幫助，感謝學校四年來的諄諄教導及感謝希望圖書創(chuàng)作室、圖像處理研究院的各位編者。 我們?yōu)榱俗鲞@個工作想了很多的方法，也做了很多的實驗，雖然各種創(chuàng)新的方案因為各種原因都失敗 了，但我們的思維大大 的活躍了。感謝母校對我的培育，她讓我形成了正確的人生觀和價值觀，我成功的每一步都有她的功勞。 清標志 F0=1 時有鍵盤輸入。 MOV R4,02H。 輸出掃描列。 NOP。 將輸入的值變?yōu)?XXXX1111， ? CPL A。 沒有鍵值按下，強調(diào) F=0 LJMP XX。 4 位鍵值置換到低 4 位。 移位行位值 =0，由 R5 得到行值。 MOV R3,00H。 K_OP1: SETB F0 MOV A,R3。 LJMP K_2。 轉(zhuǎn) K_3。 X4: CJNE A,04H,X5 LJMP K_5。 MOV DPTR,0003H。 循環(huán)讀取 EOC 信號 JNB ,ADEOC1。判斷 20 個數(shù)據(jù)是否轉(zhuǎn)換完畢 。 INC R1 MOVX DPTR,A 向 DAC0832 送數(shù)據(jù) 。 讀取間隔時間 LCALL TIME1。 是否存儲單元讀取結(jié)束，結(jié)束則循環(huán)執(zhí)行 LJMP DALOOP0 XY: LJMP KEYOP K_1: MOV DPTR,0003H MOV A,ADNUMB MOVX DPTR,A ADEOC: MOV DPTR,0007H。 設(shè)置片外存儲起始地址 MOVX A,DPTR 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 6 MOVX R0,A INC R0 INC DPTR INC R7 CJNE R7,100,ADEOC。 INC R0 MOVX DPTR,A。 循環(huán)讀取數(shù)據(jù) K_3: DASTART3: MOV R0,0032H MOV R6,0 MOV DPTR,0004H。 LCALL TIME1 INC R6 CJNE R6,100,DASTART3 JB ,MN LJMP DALOOP3 MN: LJMP START K_4: DASTART4: 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 7 MOV R0,0032H MOV R6,0 MOV DPTR,000