【正文】 由奈奎斯特定理知，采樣頻率必須大于信號(hào)最高頻率的兩倍，才能不失真的恢復(fù)原信號(hào)。 由于本設(shè)計(jì)中， FIFO 空 信號(hào)和 滿 信號(hào)觸發(fā)位置只要使用默認(rèn)的設(shè)置就行了，不需要對(duì)其進(jìn)行編程 修改 ，故江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 27 LD=1，并將 FWFT/FI、 PSEL0、 PSEL PAF、 PAE、 RT 接地。不論在什么時(shí)刻，只要將主復(fù)位引腳拉低 （ MRS=0） ，芯片即進(jìn)入主復(fù)位方式，此時(shí)內(nèi)部邏輯會(huì)復(fù)位 FIFO的讀寫指針，并可對(duì)芯片進(jìn)行各種配置或重配置 ， 而在主復(fù)位引腳電平為高時(shí)，如果將局部復(fù)位引腳拉低 （ PRS=0） ，則此時(shí) 內(nèi)部邏輯會(huì)復(fù)位 FIFO的讀寫指針，但保留之前的所有配置。 SN74V293采用 （ ～ ）電壓供電。 FIFO 設(shè)計(jì) FIFO 的選擇 當(dāng)模擬信號(hào)被 A/D 采樣進(jìn)來(lái)以后，需要有一個(gè)能夠快速保存采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。例如，信號(hào)如果超出了上限，那么 A/D 只能給江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 23 出最大碼值；反之，如果超出了下限，只能給出最小碼值。 表 05 MC12429 TEST 引腳配置 T2 T1 T0 TEST 輸出 0 0 0 移位寄存器輸出 0 0 1 輸出高電平 0 1 0 鎖相環(huán)基準(zhǔn)頻率 0 1 1 M 計(jì)數(shù)器輸出 1 0 0 以 CMOS 電平輸出 FOUT 1 0 1 輸出低電平 1 1 0 鎖相環(huán)旁路模式 1 1 1 以 CMOS 電平輸出 FOUT／ 4 本系統(tǒng)將 T[2： 0]配置為 100，即 TEST 以 CMOS 電平輸出 FOUT，在這種情況下， TEST 輸出頻率的范圍在 25MHz~400MHz 之間，當(dāng) N 限定在 4 或 8 時(shí)，輸出頻率在 25MHz~100Mz 之間（參見(jiàn) 表 04）。其中 P_LOAD、 M[8： 0]、 N[1： 0]是并行編程接口， S_LOAD、 S_DATA、 S_CLOCK是串行編程接口。 由于 LPC2138 的定時(shí)器 0 的捕獲中斷可以測(cè)量頻率不太高的信號(hào)，固該系統(tǒng)直接使用定時(shí)器的捕獲功能來(lái)測(cè)量信號(hào)頻率。 對(duì)于數(shù)字示波器來(lái)說(shuō)，觸發(fā)實(shí)際上參與了確定波形的存儲(chǔ)起點(diǎn) [1]。 另外，由于多路選擇開(kāi)關(guān) MAX4617 的內(nèi)阻 是跟運(yùn)放的輸入阻抗串連在一起的， 并沒(méi)有接入反饋網(wǎng)絡(luò)，所以 MAX4617 不會(huì)影響電壓 放大倍數(shù)。 MAX4167 是美信公司生產(chǎn)的 8 選 1 高速模擬開(kāi)關(guān)， 典型條件下，選通時(shí)電阻值僅為 8Ω，非選通的通道衰減達(dá) 93dB，輸入輸出頻率特 性曲線在 50MHz 時(shí)仍相當(dāng)平坦， 其功能框圖 見(jiàn) 圖 3[7] [8] [9] 圖 36 MAX4617 功能框圖 A、 B、 C 為選通控制引腳， X 為公共端， X0~X7 為模擬輸入端， ENABLE為使能端，低電平有效，其真值表如 表 01： 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 13 表 01 MAX4617 真值表 為了得到不同的衰減倍數(shù)，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)通過(guò) LPC2290 的 、 、 控制 MAX4167 的 C、 B、 A 電平狀態(tài)來(lái)選擇相應(yīng)的 X0~X5，從而改變電阻網(wǎng)絡(luò)的分配，得到不同的 衰減 倍數(shù)。 1. 輸入耦合、保護(hù)和電壓跟隨電路 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 11 VDDD+5VQ11KR18VDDA+12VVDDA12VK1RelaySPDTP1BNCD3100pFC25D1D2Vo110uFC23C24567411MAX41871UA10uFC26C27 圖 34 耦合、輸入保護(hù)、跟隨器部分 圖 為輸入耦合、保護(hù)和電壓跟隨部分電路原理圖。因?yàn)?Thumb 代碼和 ARM 代碼一樣，是在相同的 32 位寄存器上進(jìn)行操作。 ARM 核 心的 LPC2138 處理器 介紹 LPC2138 處理器是采用 ARM7TDMIS 核， ARM7TDMIS 核是通用的 32 位微處理器內(nèi)核，采用馮 .偌依曼結(jié)構(gòu)，具有高性能和低功耗的特性。這就要求每個(gè)任務(wù)都有自己的堆棧，保存任務(wù)切換和被中斷時(shí)環(huán)境的上下文變量。用戶一旦移植 uC/OSII 到自 己的微處理器，就可以在此基礎(chǔ)上編寫應(yīng)用程序，并把 uC/OSII 作為自己產(chǎn)品的一部分固化在里面。到現(xiàn)在為止，uC/OSII 已經(jīng)被移植到了 40 多種微處理器上，這些微處理器從 8 位到 64 位都有，在各個(gè)領(lǐng)域中 已經(jīng) 有數(shù)千個(gè)應(yīng)用使用該內(nèi)核。極高的性價(jià)比和代碼密度以及出色的實(shí)時(shí)中斷響應(yīng)和極低的功耗使得它已經(jīng)成為嵌入式控制器的主流。 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 5 第二章 智能多用表 系統(tǒng) 框圖及實(shí)現(xiàn) 本次設(shè)計(jì)的 智能多用表是 集示波器、頻率計(jì) 、萬(wàn)用表 功能于一體 的 ，這是一個(gè)以應(yīng)用為中心， 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本等綜合性 都 要求嚴(yán)格的專用嵌入式系統(tǒng)， 功能繁多，處理復(fù)雜，要求具有實(shí)時(shí)性和多任務(wù)的體系，這 就 需要選用嵌入式操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái)。本設(shè)計(jì)所采用的 ADC 最高的采樣速率為 500KSPS，要避免頻率混迭，則輸入信號(hào)的頻率不能超過(guò) 250KHz。數(shù)字示波器對(duì)重復(fù)信號(hào)采用順序采樣或隨機(jī)采樣技術(shù)所能達(dá)到的最高帶寬為示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬，數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬與最高數(shù)字化頻率和波形重建技術(shù)因子 K 相關(guān)（數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬 =最高數(shù)字化速率 /K），一般并不作為一項(xiàng)指標(biāo)直接給出。 此外，數(shù)字存儲(chǔ)示波器還具有高帶寬、高取樣速度、豐富的觸發(fā)功能 等特點(diǎn)，江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 3 正是由于數(shù)字示波器所具有這些特點(diǎn)，使得它現(xiàn)在正取代傳統(tǒng)的模擬示波器成為信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域的新寵。 在今天幾乎無(wú)所不在的電子產(chǎn)品應(yīng)用中 ， 尤其是加速現(xiàn)代化的國(guó)防領(lǐng)域 ， 現(xiàn)江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 2 代軍事通信的迅 速發(fā)展 ， 電子技術(shù)的應(yīng)用 ， 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn) ， 以及航空 、 航天領(lǐng)域特殊的環(huán)境要求 ， 都對(duì)電子設(shè)備線路的安裝 、 維護(hù)提出了更高的要求 ，而此時(shí)傳統(tǒng)的 模擬示波器 已經(jīng)無(wú)法 勝任，此時(shí) 人們寄希望于電子技術(shù)領(lǐng)域的最新成就 ，檢測(cè)工具的發(fā)展促進(jìn)了電子技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)的發(fā)展反過(guò)來(lái)又對(duì)檢測(cè)工具提出了更高的要求。 而通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量傳感器， 多用表 也可以很方便地觀測(cè)和研究各種非電量的變化現(xiàn)象和過(guò)程。 smart multimeter for the design of a relatively good design ideas. Key words: measurement circuit。 ARM7 該系統(tǒng)具有 操作簡(jiǎn)便、界面 直觀等 特點(diǎn)。 框圖 。它作為 一種 用來(lái) 測(cè)試、 顯示被信號(hào)的波形和能夠記錄、存儲(chǔ)、處理待研究變化過(guò)程波形 參數(shù)的電子測(cè)量?jī)x器。 傳統(tǒng)的模擬示波器雖然功能齊全，但是由于受陰極射線管的影響使 得其帶寬很難得到實(shí)質(zhì)的提高， 模擬示波器顯示時(shí)采用的 熒光物質(zhì)的余輝時(shí)間 都是一定的， 導(dǎo)致 其難以觀測(cè)到周期較長(zhǎng)的信號(hào)（如周期為數(shù)秒乃至更長(zhǎng)），而對(duì)于單次發(fā)生的信號(hào)，傳統(tǒng)的示波器則基本上無(wú)法觀察。對(duì)于溫度等其他功能是應(yīng)用相應(yīng)的傳感器來(lái)檢測(cè)出對(duì)應(yīng)的物理量并把測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái) 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的原理與特點(diǎn) 數(shù)字存儲(chǔ)示波器（ DSO， Digital Storage Oscilloscope）采用各種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù) 來(lái)滿足各種應(yīng)用。通常定義示波器靈敏度下降 3dB 時(shí)的頻率為示波器的帶寬，換句話說(shuō)，當(dāng)示波器所測(cè)得的信號(hào)幅度為示波器輸入端真實(shí)信號(hào)值 幅度 的 71%處的頻率值即為示波器的帶寬。 采樣速率 采樣速率也稱為數(shù)字化速率，是指單位時(shí)間內(nèi)，對(duì)模擬輸入信號(hào)的采樣次數(shù)，江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 4 通常以 MSPS 表示。在實(shí)時(shí)數(shù)字示波器中，由于數(shù)字采集系統(tǒng)連續(xù)不斷地采集，在釋抑期間內(nèi)采集并不停止，釋抑時(shí)間計(jì)滿后其后的第一個(gè)觸發(fā)脈沖 產(chǎn)生下一次有效觸發(fā)。 智能 多用表 的另一個(gè)特點(diǎn)就是功能較多，這樣就需要更多的外圍設(shè)備，更多的外圍設(shè)備也就要求微控制器要具備 強(qiáng)大的邏輯控制能力。 軟件需求分析 智能多用表 所要實(shí)現(xiàn)的功能較多，控制對(duì)象和控制任務(wù)也很復(fù)雜，在這種情況下， 如果 采用傳統(tǒng)的前后臺(tái)形式進(jìn)行 程序設(shè)計(jì)，將是非常困難的，即時(shí)實(shí)現(xiàn)了江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 6 某些功能，也難以滿 足實(shí)時(shí)性的要求。 uC/OSII 具有可移植性，絕大部分源代碼是用 C 語(yǔ)言編寫的；而與微處理器密切相關(guān)的部分用匯編語(yǔ)言編寫。 絕大多數(shù) uC/OSII 的函數(shù)調(diào)用和服務(wù)的執(zhí)行時(shí)間具有可確定性。各個(gè)部分都有相應(yīng)的功能模塊電路構(gòu)成，詳細(xì)功能框圖如 圖 22 圖 22 智能多用表詳細(xì) 功能 框圖 液晶顯示電路l c d 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 按鍵開(kāi)關(guān)電路 S 電阻 /電壓轉(zhuǎn)換電路 R/U 電流 /電壓轉(zhuǎn)換電路 I/U 放大 /衰減電路 輸入 電容 /電壓轉(zhuǎn)換電路 C/U 電源 頻率測(cè)量電路 微處理器 顯示控制單元 L C M 鍵盤控制 擴(kuò)展 RAM 數(shù)據(jù)緩沖 模數(shù)轉(zhuǎn)換 模擬通道 模擬通道 模數(shù)轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)緩沖 CH 電阻 /電壓 /電流 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 8 如 圖 22 所示為 智能 萬(wàn)用表的測(cè)量基本原理框圖。通常在執(zhí)行一條指令的同時(shí)就對(duì)下一條指令進(jìn)行譯碼，并將第三條指令從存儲(chǔ)器中取出，如同 23 所示： 取指 譯碼 執(zhí)行 圖 23 ARM 單周期指令 3 級(jí)流水線操作 ARM7TDMIS 處理器使用了一個(gè)被稱為 Thumb 的獨(dú)特結(jié)構(gòu)化策略，非常適合那些對(duì)存儲(chǔ)器有限制或者需要較高代碼密度的大批量產(chǎn)品的應(yīng)用。 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 20xx 5 26 S he e t of F i l e : D : \ w ode w e nj i a n\ ..\ S he e t c hD oc D r a w n B y :2200uF / 16VC22200uF / 16VC32200uF / 16VC42200uF / 16VC52200uF / 16VC6100pFC7100pFC8R1R2D S 1D S 2V i n V outGND780510m HL10m HL2123V D D A + 5V123V D D A 5V2200uF / 16VC1V i nV outGND7905T V NT V P 圖 321 正負(fù) 5 負(fù)模擬電源電路原理圖 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 10 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 20xx 5 26 S he e t of F i l e : D : \ w ode w e nj i a n\ ..\ S he e t c hD oc D r a w n B y :2200uF / 16VC22200uF / 16VC32200uF / 16VC42200uF / 16VC52200uF / 16VC6100pFC7100pFC8R1R2D S 1D S 2V i n V outGND781210m HL10m HL2123V D D A + 12V123V D D A 12V2200uF / 16VC1V i nV outGND7912T V NT V P 圖 322 正負(fù) 12 負(fù) 模擬電源電路原理圖 需要采用數(shù)字電源供電的主要有 A/D 轉(zhuǎn)換器、高速 FIFO、 多路選擇開(kāi)關(guān)、按鍵控制芯片等，數(shù)字電源電路如下： 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 20xx 5 26 S he e t of F i l e : S he e t c hD oc D r a w n B