【正文】 ................................. 17 參考文獻(xiàn) ...................................................... 18 致謝 .......................................................... 18 附錄 .......................................................... 19 附錄 1：硬件原理總圖 ........................................... 19 附錄 2：嵌入式數(shù)字示波器實(shí)物 ................................... 20 附錄 3：簡(jiǎn)易數(shù)字示波器的 PCB 圖 ................................. 21 附錄 4：簡(jiǎn)易數(shù)字示波器測(cè)試過程中的實(shí)物圖 ....................... 22 附錄 5：部分源程 序 ............................................. 23 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 基于單片機(jī) 的嵌入式 簡(jiǎn)易 數(shù)字示波器設(shè)計(jì) 蘇州大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 10 電子 （學(xué)號(hào) 1016405006） 許海祥 【 摘要 】 ： 示波器是電子測(cè)量中一種用途十分廣泛的儀器 ，被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，將電信號(hào)變成可視圖像。 MCU。 模擬示波器，由于 CRT 的余輝時(shí)間很短，難于顯示頻率低的信號(hào)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。 目前高端數(shù)字示波器主要依靠美國(guó)技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)品牌的示波器在性能上已經(jīng)可以和國(guó)外品牌抗衡，且具有明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。 . 重要 指標(biāo) 帶寬是示波器最重要的指標(biāo)之一。如果采樣速率不夠，容易出現(xiàn)混迭現(xiàn)象。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 第 2章 簡(jiǎn)易 數(shù)字 示波器 系統(tǒng) 總體 設(shè)計(jì) 第 硬件 系統(tǒng) 方案 選擇 . 方案一、使用 AT89S52 單片機(jī) 采用 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，將 輸入信號(hào)通過 A/D 轉(zhuǎn)換 后 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過 AT89S52 單片機(jī)將數(shù)據(jù)鎖存至外部 RAM，然后由單片機(jī)控制將數(shù)據(jù)送至D/A 輸出。用戶可以根據(jù)不同的配置模式，采用不同的編程方式 。 方案三是能夠?qū)崿F(xiàn)嵌入式數(shù)字示波器基本指標(biāo)的方案， 雖然 該方案是完成該任務(wù)的最蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 好的方案， 能夠 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)化編程，提供系 統(tǒng)實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性， 但是 ARM 成本目前較高， 短時(shí)間內(nèi)不能夠完成設(shè)計(jì)及做成實(shí)物。 雖然 學(xué)過匯編 ， 但是編寫難度較大。 功能特性描述 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 8 位微控制器 8K 字 節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash AT89S52 P0 口： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。對(duì) P1 端口寫“ 1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在使用 8位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 PSEN—— 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89S52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次 PSEN 信號(hào)。無(wú)論是在單片機(jī)蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。 圖 35 復(fù)位 電路接線圖 . 信號(hào) 采集模塊 本設(shè)計(jì)中的信號(hào)數(shù)據(jù)采集器 采用的是 A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC2543。最大輸入電壓范圍取決于兩端電壓差； I/O CLOCK：時(shí)鐘輸入 /輸出端。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高而且不會(huì)閃爍。 在 實(shí)際 測(cè)試數(shù)字示波器的過程 中 并不是一帆風(fēng)順的 。本設(shè)計(jì)還有 許多 不足之處 ， 只能 測(cè)試一個(gè)周期的波形 ；示波器波形 調(diào)理部分 還需 手動(dòng)調(diào)節(jié)，可設(shè)計(jì)電路使其自動(dòng) 調(diào)節(jié) ；不能夠人機(jī)界面友好 ； 沒能 提供調(diào)節(jié) 鍵盤，供 用戶 調(diào)節(jié)測(cè)試波形 ； 示波器 反應(yīng)速度 也 有點(diǎn)慢 等 。 其次要感謝那些曾經(jīng)在各個(gè)方面給予我?guī)椭膶W(xué)長(zhǎng)們，在大學(xué)生活里交給我很多學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，正是有了你們的幫助，才讓我不斷進(jìn)步。 write_(0x0c)。 void lcd_pos(uchar X,uchar Y)。 //顯示地址 } void disppinlvbofu() { lcd_pos(0,6)。 write_dat(dis1[6])。 write_dat(dis3[0])。 write_dat(dis3[2])。 gui_linewith( 3 , 50 , 4 , 50 , 1)。 } void gui_dline(uchar x) 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) { uchar bak。i++) { gui_dline(i)。 sbit CLOCK=P2^1。//通道號(hào)左移 4位 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) for(i=0。_nop_()。_nop_()。 } void timer_init() //定時(shí)器一初始化 { TMOD=0x11。 //開定時(shí)器零 1中斷 TR0=1。 TR2=1。k++) { num=read2543(0)。 fu=bofu20。 EA=1。p8000。 write_dat(dis4[2])。 write_dat(dis4[8])。 write_dat(dis2[1])。 write_dat(dis2[0])。//12864 初始化函數(shù) gui_clear()。 delay(8000)。//12864 初始化函數(shù) gui_clear()。 hzhi=(65536caiyang)/256。 disppinlvbofu()。 // TR0=1。 if(count==22) { TR1=0。 if(time3==20) { time3=0。 //給定時(shí)器 T2裝初值 RCAP2H=(6553650000)/256。 datead[count]=read2543(0)。 disdate(pinlv,bofu)。 gui_clear()。 TH1=(65536caiyang)/256。 delay(10)。 delay(8000)。delay(5000)。 write_dat(dis2[5])。 write_dat(dis4[13])。 write_dat(dis4[6])。 //設(shè)置顯示位置為第一行的第 1個(gè)字符 write_dat(dis4[0])。 if(mfu/2) { goto a。 ET0=1。 delay(100)。 for(k=0。 /*定時(shí)器 2為自動(dòng)重裝定時(shí)工作模式 ) TR2=1 */ RCAP2L=(6553650000)%256。 TL0=(655365000)%256。 ad=1。 _nop_()。 //delay(3)。 CS=0。 delay(50)。 for(i=6。 gui_linewith( 64 , 60 , 64 , 61 , 1)。 gui_linewith( 3 , 30 , 4 , 30 , 1)。 write_dat(dis3[3])。 //設(shè)置顯示位置為第一行的第 1個(gè)字符 write_dat(dis2[shi])。 write_dat(dis1[4])。} pos = X+Y 。 uchar code dis3[] = {HZV.}。 write_(0x06)。丁建強(qiáng) 老師 ， 一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn) 求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅傳授 我知識(shí) ，而且教我做人，給以終生受益無(wú)窮之道 。 因此，本設(shè)計(jì)并 不能夠?qū)λ械男盘?hào)進(jìn)行檢測(cè) ，只能 對(duì) 常規(guī) 信號(hào)進(jìn)行測(cè)量 。 (2)、 信號(hào) 發(fā)生器 用于 提供加有 偏置 的 常規(guī) 信號(hào) . 測(cè)試 過程 (1)、 打開 電源 和 信號(hào)發(fā)生器 (2)、 調(diào)好 輸入信號(hào)的頻率、幅值 (3)、 加入偏置使得輸入信號(hào)為 “ 正 ” 并 用實(shí)驗(yàn)室示波器測(cè)試 (4)、 連接好電源 、 示波器 、 信號(hào)發(fā)生器 (5)、 按下示波器 復(fù)位鍵 (6)、 選擇輸入 不同的信號(hào) 、 不同 頻率 、不同 幅度 (7)、 觀察 示波器顯示的結(jié)果 (8)、 記錄 信號(hào)實(shí)際頻率、幅值以及示波器顯示的頻率和幅值 (9)、 關(guān)閉 電源，整理實(shí)驗(yàn)儀器 . 主要 測(cè)試內(nèi)容 不同 輸入波形的頻率 范圍 和精度 . 不同 輸入 波形 的幅值范圍和 精度 . 第 測(cè)試 分析 誤差 來(lái)源：信號(hào) 發(fā)生器 本身就不是很規(guī)范，發(fā)生的信號(hào)本身有一些誤差 。 可與 CPU 直接接口，提供兩種界面來(lái)連接微處理機(jī)： 8 位并行及串行兩種連接方式 。在最后的 I/O CLOCK 下降沿之后， EOC 由高電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３值睫D(zhuǎn)換完成及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備傳輸； VCC、 GND：電源正端、 接 地 端 ； REF＋、 REF－：正、負(fù)基準(zhǔn)電壓端。當(dāng)電容 C3 放電結(jié)束后， RST 端的電位由 R4 決定。電容取值為 30pF。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX