基于stm32的數(shù)字示波器設計說明-在線瀏覽
2024-08-07 18:46本頁面
【正文】 示波器的出現(xiàn)給測量技術(shù)帶來了翻天覆地的變化，可以說的上是一場革命，從布勞恩的第一臺示波器問世以來，示波器的功能越來越豐富，性能也與日俱增。微型計算機和儀器通用接口的出現(xiàn)，給示波器的自動化發(fā)展推到了一個嶄新的水平。當前，高精度、功能多樣、使用靈活、操作方便、性能可靠，已成為示波器生產(chǎn)廠家追求的主要目標。在電子測量儀器中，示波器所占的地位越來越重要，對電量和許多非電量的測試來說是一種主要的、通用的測量工具。數(shù)字示波器是隨著數(shù)字電路的發(fā)展而發(fā)展起來的一種新型示波器。傳統(tǒng)模擬的示波器也有其優(yōu)點，即具有迅速的響應特性、面板直接控制操作、可直接觀測輸入信號、價格低廉等。因此，數(shù)字示波器由于其性能優(yōu)越，和良好的性價比，現(xiàn)在已成為示波器的主流產(chǎn)品。數(shù)字示波器利用AD把被測量的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并在液晶上顯示波形。和傳統(tǒng)模擬示波器相比，屏幕更新速率是數(shù)字示波器另一個限制因素，它不像模擬示波器那樣實時顯示波形的變化，波形在采樣轉(zhuǎn)換顯示的過程中被延遲了，被測信號總要經(jīng)過一段時間才能在屏幕上顯示出來。幅度的改變可通過對按鍵的檢測來適當調(diào)整波形顯示的系數(shù)比例；周期的放大和縮小可以通過調(diào)整采樣間隔來在LCD上顯示出適當大小的波形。示波器的控制核心采用ARM9，由于STM32芯片里有自帶的AD，采樣速率最高為500KSPS,分辨率為10位，基本上能滿足本設計要求，（分辨率：320*240）模塊。該設計采用模塊化的設計方法，根據(jù)系統(tǒng)功能把整個系統(tǒng)分成不同的具有特定功能的模塊，硬件整體框圖如下圖所示。按鍵控制可以通過不同的按鍵來控制波形的放大和縮小，同時也可以改變采樣間隔，以測量更大頻率范圍的信號。按性能分成兩個不同的系列：STM32F103“增強型”系列和STM32F101“基本型”系列。兩個系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設接口的組合。本設計所用的STM32F103VCT6集成的片上功能如下：(1) ，(2) 外部存儲控制器 (3) LCD 控制器(4) 4通道DNA并有外部請求引腳(5) 3通道UART(6) 2通道SPI(7) 1通道IIC總線接口1通道IIS總線接口(8) AC’97編解碼器接口(9) (10) 2通道USB主機1通道USB設備(11) 4通道PWM定時器和1通道內(nèi)部定時器/看門狗定時器(12) 8通道10位ADC和觸摸屏接口(13) 80個通用I/O和24通道外部中斷源 LCD顯示介紹LCD液晶顯示器是Liquid Crystal Display的簡稱，LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當中放置液態(tài)晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，通過通電與否來控制 桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。對比值定義是最大亮度值(全白)除以最小亮度值(全黑)的比值2. 亮度LCD是一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的物質(zhì)，本身是不能 發(fā)光的，需要借助于額外的光源才行。液晶顯示器的最大亮度，通常由冷陰極涉嫌管來決定，亮度值一般都在200~250cd/m2間。當背光源通過偏極片、液晶和去向?qū)又?，輸出的光線變具有了方向性。為了解決這個問題，制造商們也著手開發(fā)廣角技術(shù)，到目前為止有三種比較流行的技術(shù)，分別是：TN+FILM、IPS和MVA。LCD面板上是由480272個像素點組成現(xiàn)象的，每個獨立的像素色彩是由紅、綠、藍(R、G、B)三種基本色來控制。該示波器軟件開發(fā)環(huán)境為Keil 4，代碼采用C語言編寫。(2)LCD的初始化和顯示控制。(1) 水平掃描速度可調(diào)(2) 垂直電壓靈敏度可調(diào)(3) 被測信號的電壓峰峰值在屏幕上顯示。同時測出電壓峰峰值，并顯示。系統(tǒng)總體框圖如圖31所示： 圖31系統(tǒng)總體框圖利用4個按鍵K1,K2,K3,K4來選擇波形的放大和縮小，按鍵采用外部中斷方式。當檢測到K1時，波形幅度系數(shù)置為2，當檢測到K2
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