单片机简易示波器论文
毕业论文基于STC单片机虚拟简易示波器的设计
题目：基于STC单片机虚拟简易示波器的设计目录1．实验目的及意义 (1)2. 试验内容及方案论证 (1)3.系统工作原理 (2)4.硬件电路设计 (2)5.系统软件设计 (3)5.1下位机设计 (3)5.2 上位机设计 (6)6.系统调试 (8)6.1硬件调试 (8)6.2 软件调试 (8)6.3 软硬联调 (9)7.实验结果与误差分析 (9)8.实验小结及体会 ........................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献： (11)1．实验目的及意义（1）学会利用AT89C5X系列单片机控制AD7862实现模拟的电压的采集；（2）学会利用串口与PC机进行通信将测量数据发送给PC机，在PC机上利用Visual C++ 6.0编写上位机界面，并显示数据与波形；（3）通过应用Altium Designer 6软件掌握电路板的原理图绘制及pcb板的生成；（4）学会利用Keil uVision4软件编写并调试单片机的下位机程序，利用Keil uVision4与wave6000软件结合，对硬件电路采集来的数据进行分析。
2. 试验内容及方案论证在实际应用中，经常会遇到一些突发信号，需要对其进行高速采集，这种情况下采用高速的A/D自然成为首选。
AD7862是AD公司推出的一个高速，低功耗，双12位的A/D转换，单+5V供电,功率为60mW。
它包含两个4us的延时的ADC,两个锁存器，一个内部的+2.5V参考电压和一个高速并行输出端口。
有四个模拟输入通道，分为两组，由A0选择。
每一组通道有两个输入(VA1 & VA2 or VB1 & VB2)，它们能同时的被采样和转化，保存相对的信号信息。
它可以接受+10v的输入电压范围（AD7862-10），+2.5(AD7862-3)和0-2.5v（AD7862-2）。
基于单片机简易数字存储示波器
摘要随着计算机技术的发展，数字示波器也得到飞速发展，并给电子测量领域带来巨大变化，它能直接测量信号的幅度、频率等许多基本参数，不仅具有基本的波形显示功能，而且具有相当强的数据处理能力。
数字化测量仪器正越来越多地位用于电子、自动化、机械等各个领域。
比起模拟设备，数字化仪器有许多优点，如抗干扰能力强，数字化后的信号便于存储及输入计算机处理等。
本文详细介绍了一种以单片机和可编程逻辑器件为控制核心，用D/A,A/D 芯片和运放进行前置信号处理和数据采集，以液晶显示模块为终端显示设备的设计方案，并分析了该方案的优缺点，同时给出了硬件和软件设计的结构及思路。
关键词：数字存储示波器，单片机，可编程逻辑器件，液晶AbstractWith the development of computer technology, digital oscilloscope has been rapid development of electronic measurement and to bring about great changes in the field, it has a direct measurement of the signal range, frequency and many other basic parameters, not only has the basic waveform display function, but with a very strong data-handling capacity. Digital measuring instruments are increasingly being used to position electronic, automation, mechanical and other areas. Compared with analog equipment, digital equipment has many advantages, such as anti-interference capability, Digital signal facilitate the importation of computer storage and handling.This paper describes a microprocessor and programmable logic devices for the control of the core, with parallel connectors, etc, D chip and analog switches front signal processing and data collection, a liquid crystal display module for the terminal display device design, and analysis of the advantages and disadvantages of the program. also given pieces of hardware and less on the structure and design ideas.Keywords : Digital Storage Oscilloscope, microcontroller, programmable logic devices, liquid crystal目录第一章方案选择和确定 (4)1.1方案选择 (4)1.1.1控制器选择 (4)1.1.2数据采集 (4)1.1.3数据存储器 (5)1.1.4 幅度控制 (5)1.1.5 显示 (6)1.2方案确定 (6)第二章硬件设计 (8)2．1前级信号处理模块 (8)2.1.1 TLC7528芯片介绍 (8)2.1.2程控衰减 (9)2.1.3 放大电路 (10)2.2数据采集电路 (12)2.2.1 TLC5510介绍 (12)2.2.2数据采集电路 (15)2.3触发电路设计 (15)2.3.1触发电路作用 (15)2.3.2触发电路原理图 (16)2.4存储控制及数据处理电路 (17)2.4.1 AT89C52的简介 (17)2.4.2 EPM7128SLS84-15介绍 (18)2.4.3存储控制及数据处理电路 (21)2.5显示电路设计 (23)2.5.1 JRM19264A 介绍 (23)2.5.2 液晶驱动电路 (26)第三章软件设计 (27)3.1主程序 (27)3.2 显示程序 (28)3.2.1液晶驱动程序 (28)3.2.2波形绘制程序 (29)3.3信号采集及存储程序 (30)3.4键扫程序 (31)第四章调试 (32)4.1软件调试 (32)4.2硬件调试 (33)4.3实测波形 (33)结束语 (35)1设计体会 (35)2谢辞 (35)参考文献 (36)附录 (37)毕业设计任务书一、任务设计并制作一台简易数字存储示波器，示意图如下。
简易数字示波器的设计论文
简易数字示波器的设计摘要示波器是用量最多、用途最广的测量仪器之一，是观察和测量电子波形不可缺少的工具。
传统的模拟示波器在观测周期性重复频率较高的波形方面仍然得到普遍使用，但对于不能重复出现的单次信号、持续的非周期信号以及重复频率较低的周期信号则显得无能为力。
数字存储示波器正是基于上述要求而出现的。
数字示波器是新型智能化示波器，其技术基础是数据的采集，该技术可以应用于更广泛的数据采集产品中，具有深远意义。
本论文对示波器的工作原理进行了介绍，提出了一种基于STC12C5A60S2单片机和12864点阵液晶屏的数字示波器设计方案，实现对被测信号的采样、存储以及显示；扫描频率可调，幅度可调；设置10ms/div、2ms/div、1ms/div、500μs/div、400μs/div五档扫描速度，仪器的频率范围为DC～3kHz。
其依据是利用STC12C5A60S2芯片的AD转换器对输入的模拟信号进行采样，将采样值存入缓冲区经程序处理后在LCD液晶屏上显示出对应的波形。
实验结果表明本设计电路结构简单，运算速度高，频率显示准确，可以实现快速读取，波形显示刷新速度较快。
设计中采用的模块化设计方法，提高了设计效率。
整个系统成本廉价，并且实现了数字示波器的所有功能要求，达到了较高的性能指标。
关键词：单片机，液晶显示，数字示波器，AD采样THE DESIGN OF SIMPLE DIGITAL OSCILLOSCOPEABSTRACTThe oscilloscope is one of the most widely used measuring instruments, is an indispensable tool of observation and measurement of electronic waveform. Traditional analog oscilloscope observation cyclical high repetition frequency waveform is still widely used, but for a single signal that can not be repeated, sustained non-periodic signal, and low repetition frequency of periodic signals look powerless. Digital storage oscilloscope is based on the above requirements emerge. The digital oscilloscope is a new intelligent oscilloscope, its technology is based on the data acquisition, and the technology can be applied to a wider range of data acquisition products and has far-reaching significance.The paper describes the working principle of the oscilloscope, it puts forward a solution that based microcontroller STC12C5A60S2 and 12864 dot matrix LCD screen, digital oscilloscope design to achieve the measured signal, sampling, storage and display; scanning frequency is adjustable, amplitude adjustable; set 10ms/div、2ms/div、1ms/div、500μs/div、400μs/div fifth gear scanning speed, the frequency range of the instrument for DC ~ 3kHz. It is based on the AD converter in STC12C5A60S2 chip sample the input analog signal, the sampled values are stored in the buffer, then shows the corresponding waveform on the LCD screen after procedures.Experimental results show that this design is a simple circuit structure, high-speed operation, accurate frequency display, can be quickly read, waveform display refresh rate faster. Equivalent sampling techniques used in the design, can be a good high-speed periodic signal measurements require high-speed sampling, to reduce the requirements for the A / D conversion rate, reduce thehardware cost of the oscilloscope. The modular design approach adopted in the design, improves design efficiency highly. The whole system is very cheap, and fulfills all the functional requirements of the digital oscilloscope to achieve a higher performance.KEY WORDS：Single-chip Microcomputer, LCD, Digital Oscilloscope, AD Sample目录第1章绪论 (1)§1.1 课题背景 (1)§1.2 课题研究的目的和意义 (2)§1.3 课题的主要研究工作 (2)第2章系统设计方案的研究 (3)§2.1 系统设计的总体思路 (3)§2.2 系统设计任务 (3)§2.3系统设计的原理 (4)§2.4总体方案的选定 (5)§2.4.1 方案论证 (5)§2.4.2 系统框图 (5)第3章硬件电路设计 (7)§3.1 单片机的选型 (7)§3.1.1 STC12C5A60S2的内部结构 (7)§3.1.2 STC12C5A60S2的管脚说明 (8)§3.1.3 STC12C5A60S2的时钟 (9)§3.1.4 STC12C5A60S2的复位 (10)§3.2 A/D采样 (11)§3.2.1 A/D采样的基本原理 (11)§3.2.2 STC12C5A60S2的A/D结构和操作方法 (12)§3.3 12864液晶显示模块 (14)§3.3.1液晶显示模块概述 (14)§3.3.2显示RAM (14)§3.3.3点阵LCD的显示原理 (15)§3.4信号保持电路 (16)§3.5串口通信电路 (18)§3.6键盘控制电路 (19)第4章系统软件设计 (21)§4.1 软件架构 (21)§4.2 主程序的设计 (22)§4.3 波形显示程序的设计 (23)§4.4 按键检测程序的设计 (25)§4.5 软硬联调结果 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)第1章绪论§1.1课题背景本世纪70年代起，数字集成电路和微处理机技术获得了迅速发展，示波器也开始应用这些新技术来适应各种需要。
单片机简易示波器
示波器论文
数字示波器(C题)摘要本作品以FPGA和单片机为核心控制器件，由信号调理模块、整型触发模块、A/D 采样模块、FPGA采样控制及存储模块、人机交互模块等构成。
系统具有实时采样方式和等效采样方式，其实时采样速率不大于1MSa/s、顺序等效采样速率可达200MSa/s。
系统输入频率范围为10Hz~10MHz，输入幅值范围为2mV~8V，波形周期测量误差小于5%，电压测量误差不大于5%，显示波形无明显失真。
关键词：FPGA 单片机实时采样等效采样AbstractThe work takes a MCU and FPGA as the core. It mainly contains the following modules: signal regulation, trigger circle, A/D sampling, FPGA sampling control and storage, human-computer interaction, etc. The system has two styles of sampling which are real-time sampling and the equivalent sampling. Its real time sampling rate is below 1MSa /s, and its equivalent sampling rate can reach the rate of 200MSa / s. The frequency input range is from10Hzto10MHz,and the amplitude input range is from 2mV to 8V.The period measurement accuracy is not more than 5%, and voltage measurement accuracy is not more than 5%,and also the waveform showing is no obvious distortion.一、系统方案论证与比较1.方案比较与选择(1)采样方式与选择一般数字示波器有两种采样方式，实时采样方式和等效采样方式。
基于单片机的简易数字示波器设计-电子信息
摘要示波器是设计制造和维修电子设备必不可少的一种硬件设施，在多个领域都有广泛的应用。
近年来微型集成电路和计算机信息都有着稳固的发展和提升，也就使得示波器也有了一定技术层次上的提高，逐渐开始被应用到了很多领域。
本次的设计方案主要是制作一个简易的数字示波器，主要研究的方向是硬件设施的选用以及有效构成，配合的软件程序的编写这两大部分。
硬件设施主要选用的是A/D转换设备，运行时间短，设备准确程度高，选用的是单片机at89c52和At89c51，有效的提高设备的运行速率，在同等状态的工作时间下，能够高质量高速度的完成作业。
数据最终的呈现效果选用液晶设备，能够有效地展现呈现效果，并且简单易识别，数据频率的显示设备也非常便捷。
有效的实现了数据的采集和读取，提高准确程度。
AbstractOscilloscope is an indispensable hardware facility for the design, manufacture and maintenance of electronic equipment, which is widely used in many fields. In recent years, micro-integrated circuits and computer information have developed and improved steadily, which makes the oscilloscope have also improved at a certain technical level, and gradually began to be applied to many fields.The design of this project is mainly to make a simple digital oscilloscope, the main research direction is the choice of hardware facilities and effective composition, with the compilation of software program these two parts. Hardware facilities mainly choose A/D conversion equipment, which has short running time and high accuracy. The micro-integrated circuits connected with AT89c52 and AT89c51 are selected to effectively improve the operation speed of the equipment. Under the same working time, it can complete the operation with high quality and high speed. The final display effect of data is LCD device, which can effectively show the presentation effect, and is easy to identify, and the display device of data frequency is also very convenient. Effective realization of data acquisition and reading, improve accuracy.Key Words: SCM ; Real-time sampling; Waveform; Frequency关键词：单片机；实时采样；波形；频率目录前言 (6)1.1选题的背景意义和研究现状 (6)1.1.1选题的背景和意义 (6)1.1.2国内外研究现状 (6)1.2 本设计所要实现的目标 (6)1.3 设计内容 (7)1.4 本章小结 (7)第二章单片机简易数字示波器的系统设计 (8)2.1简易数字示波器的基本原理 (8)2.1.1 简易数字示波器的组成 (8)2.2简易数字示波器的运作方式 (8)2.2.1简易数字示波器的功能 (8)2.2.2简易数字示波器驱动方式 (8)2.3简易数字示波器的特点 (9)2.4本章小结 (9)第三章单片机简易数字示波器硬件设计与实现 (7)3.1 频率测量及显示电路的硬件设计 (7)3.1.1 测频电路总体构成 (7)3.1.2 信号调理电路设计 (7)3.1.3 数码管显示模块 (9)3.1.4 数码管显示驱动模块 (9)3.2 幅度测量及显示模块的硬件设计 (10)3.2.1 显示电路总体结构 (15)3.2.2 单片机外围电路设计 (16)3.2.3 信号波形采集模块 (17)3.2.4 显示模块 (17)3.2.5 电源设计 (18)3.3 本章小结 (10)第四章系统软件设计 (39)4.1 测频系统软件设计 (39)4.2 显示系统软件设计 (40)4.3 信号采集系统软件设计 (41)4.4 本章小结 (41)第五章调试及仿真 (42)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录 (46)1 前言1.1选题的背景意义和研究现状1.1.1选题的背景和意义世界上第一台示波器是阴极射线管示波器，他诞生于1897年，至今还被许多德国人称为布朗管。
基于单片机和FPGA简易数字存储示波器
l 引言与传统模拟示波器相比．数字存储示波器不仅具有可存储波形、体积小、功耗低，使用方便等优点，而且还具有强大的信号实时处理分析功能。
在电子测量领域，数字存储示波器正在逐渐取代模拟示波器。
但目前我国使用高性能数字存储示波器主要依靠国外产品，而且价格昂贵。
因此研究数字存储示波器具有重要价值。
借于此，提出了一种简易数字存储示波器的设计方案，经测试，性能优良。
2 数字存储示波器基本工作原理数字存储示波器与模拟示波器不同在于信号进入示波器后立刻通过高速A／D转换器将模拟信号前端快速采样，存储其数字化信号。
并利用数字信号处理技术对所存储的数据进行实时快速处理，得到信号的波形及其参数，并由示波器显示，从而实现模拟示波器功能，而且测量精度高。
还可存储信号，因而，数字存储示波器可以存储和调用显示特定时刻信号。
3 系统分析论证3．1 A／D实时采样根据奈奎斯特采样定理，采样速率必须高于2倍的信号最高频率分量。
对于正弦信号，一周期内应有2个采样点。
为了不失真恢复被测信号，通常一周期内需要采样8个点以上。
为了配合高速模数转换器，采用FPGA控制M/D转换器的采样速率，以实现高速实时采样。
实时采样可以实现整个频段的全速采样，本系统设计选用ADI公司的12位高速A/D转换器AD9220，其最高采样速率可达10 MHz。
3．2 双踪显示本系统设计的双踪显示模块是以高速切换模拟开关选通两路信号进入采样电路，两路波形存储在同一个存储器的奇、偶地址位。
双踪显示时，先扫描奇地址数据位，再扫描偶地址数据位。
采用模拟开关代替一个模数转换器，避免两片高速A／D转换器相互干扰，降低系统调试难度，并且实现系统功能。
3．3 触发方式采用FPGA内部软件触发方式，通过软件设置触发电平，所设置的施密特触发器参数易于修改，从而抑制比较器产生的毛刺。
当采样值大于触发电平，则产生一次触发。
该方式充分利用了FPGA的资源，减少外围电路，消除硬件毛刺产生的干扰，易于调整触发电压。
基于ATMEGA64单片机的便携式示波器设计
带 方便 等特 点 ， 在具 备数 字示 波器 基本 功能 的 同时 ，
还 可脱 离 交流 电源 ， 采用 电池 供 电的方 式工 作 ， 便 于 野外作 业Ⅲ 。本 文 以 ＡＴＭＥ ＧＡ６ ４单 片机 为主控 制
关 键词 ： 便 携式 示波 器 ； ＡＴＭＥ ＧＡ６ ４ ； Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ； 直流供 电 中图分 类号 ： Ｔ Ｍ ９ ３ ５ 文 献标 志码 ： Ａ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｐｏ ｒ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ Ｏｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐｅ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＴＭ ＥＧＡ６ ４ Ｍ ＣＵ Ｉ Ａ Ｊ ｉ ，Ｗ ＥＩ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｏ ， ＹＡＮＧ Ｙｏ ｎ ｇ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｐｏｒ ｔ ａ ｂｌ ｅ ｏｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ｏｓ ｃ ｏｐ ｅ， ＡＴ Ｍ ＥＧＡ ６４， ＣＰＬＤ ， Ａ Ｃ ｐｏｗｅ ｒ
便 携式 示波 器是 在数 字存储 示 波器 基础 上发 展 起 来 的一 种满足 野外 或工 厂 车间进 行现 场检 测 和故 障诊 断 的便 携 式 仪 表 。其 具 有体 积 小 、 质 量 轻 和 携
设 计
计 算
基 于 ＡＴＭＥ ＧＡ６ ４单 片机 的便携 式示 波 器设计
李 骥 ， 魏镜瞍 ， ． 杨 勇
（ 昆 明理 工 大 学 机 电 工程 学 院 ， 云南 昆明 ６ ５ ０ ５ ０ ０ ）
摘 要 ： 介 绍 了一款基 于 ＡＴＭＥ ＧＡ６ ４单 片 机 的便 携 式 （ 数 字） 示 波 器的 设 计 方 案 。本 示波 器采 用
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｏ ｆ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＴＭ Ｅ ＧＡ６ ４ Ｍ ＵＣ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｏ ｓ ｅ ｉ ｌ ｌ ｏ — ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ＡＴＭ Ｅ ＧＡ６ ４ Ｍ ＣＵ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ｏ ｆ ＡＴＭ Ｅ Ｌ ３ ｓ ｍａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ＣＰ ＬＤ ｃ ｈ ｉ ｐ ＥＰ Ｍ３ ０ ６ ４ Ａ ａ ｓ ａ ｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ ｃ ｏ ｎ — ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ｕ ｓ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ２ ４ ０× ３ ２ ０ ＴＦＴ ＬＣ Ｄ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ｉ ｔ ｓ ｓ ｉ ｚ ｅ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ，ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ２ ２ ０ Ｖ ＡＣ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ９ ｔ ｏ １ ２ Ｖ ＤＣ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｔ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ．Ｔｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ｈ ａ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ，ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｌ ｏ ｗ ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ ，ｌ ｏ ｗ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ，ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｇ ｏ ｏ ｄ ｍａ ｒ ｋ ｅ ｔ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ．
基于单片机的简易数字示波器的设计毕业设计
第2章
2.1
2.1.1 数字存储示波器的组成原理
数字示波器是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。目前高端数字示波器主要依靠美国技术，对于300MHz带宽之内的示波器，目前国内品牌做的示波器在性能上已经可以和国外品牌抗衡，且具有明显的性价比优势。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。
基于单片机的简易数字示波器的设计制作
qpxd
目录
摘要.........................................................................................................................I Abstract ................................................................................................................. II 1 绪论....................................................................................................................1 1.1 示波器发展简史与现状..........................................................................1 1.2 示波器原理概述.....................................................................................3 1.3 模拟示波器与数字示波器.....................................................................5 1.4 设计任务与目标.....................................................................................9 2.数字示波器总体设计.......................................................................................10 2.1 数字示波器总体结构............................................................................10 2.2 数字示波器采样速率............................................................................ 11 2.3 数字示波器采样原理............................................................................12 3 数字示波器硬件设计......................................................................................15 3.1 信号调理电路........................................................................................15 3.1.1 输入衰减电路.............................................................................15 3.1.2 程控放大电路.............................................................................17 3.1.3 电平移位电路.............................................................................19 3.1.4 硬件触发电路.............................................................................20 3.1.5 AD 转换电路 ..............................................................................21 3.2 数字处理电路........................................................................................24 3.2.1 CPLD 电路 .................................................................................24 3.2.2 MCU 电路 ..................................................................................25 4.数字示波器软件设计.......................................................................................29 4.1 同步触发................................................................................................30
单片机简易示波器论文
单片机简易示波器论文摘要：本文详细介绍了基于单片机的简易示波器的设计与实现。
通过对单片机的编程和外围电路的搭建，实现了对输入信号的采集、处理和显示。
文中阐述了系统的工作原理、硬件设计、软件算法以及实际测试结果，该简易示波器具有成本低、易于实现和便于携带等优点，适用于一些简单的电子测量场合。
一、引言示波器是电子测量领域中常用的仪器之一，它能够直观地显示电信号的波形、幅度、频率等参数，对于电子电路的设计、调试和故障诊断具有重要的作用。
然而，传统的示波器价格昂贵，体积较大，不便于携带和使用。
因此，设计一款基于单片机的简易示波器具有一定的实用价值。
二、系统工作原理本简易示波器的工作原理是通过单片机的 ADC（模数转换器）对输入的模拟信号进行采样，将其转换为数字信号，然后通过软件算法对数字信号进行处理和分析，最后将处理结果显示在液晶显示屏上。
三、硬件设计（一）单片机选择选用了常见的 STM32 系列单片机，其具有丰富的资源和较高的性能，能够满足系统的需求。
（二）ADC 模块单片机内部集成了 ADC 模块，用于对输入信号进行采样。
为了提高采样精度，采用了 12 位的 ADC 分辨率。
（三）输入调理电路由于输入信号的幅度可能较大，需要通过输入调理电路将其衰减到ADC 的输入范围之内。
输入调理电路由电阻分压网络组成。
（四）液晶显示屏选用了一块分辨率适中的液晶显示屏，用于显示示波器的波形和相关参数。
（五）电源模块采用了稳定的电源芯片为系统提供所需的电源。
四、软件算法（一）采样算法采用了定时中断的方式进行采样，通过设置合适的采样频率，保证能够准确地采集到输入信号的特征。
（二）数据处理算法对采集到的数据进行数字滤波、幅度计算和频率测量等处理。
数字滤波采用了中值滤波算法，有效地去除了噪声干扰。
（三）显示算法将处理后的数据转换为液晶显示屏的显示格式，实现波形的实时显示。
五、系统调试与测试（一）硬件调试首先对硬件电路进行了检查，确保各个模块的连接正确无误。
基于51单片机 简易存储示波器的设计
单片机方式原理框图
电路设计（硬件电路设计） 电路设计（硬件电路设计）
• • • • 硬件电路存储控制芯片的设计 外围电路A/D A/D模块设计 外围电路A/D模块设计 外围电路D/A D/A模块设计 外围电路D/A模块设计 外围电路键盘输入模块设计
硬件电路存储控制芯片的设计
存储器的位宽根据 A/D转换器的位宽来选取， 对于该课题选用8位的RAM。而控制芯片是选用单片 机里的80C51来实现对整个系统的控制。
方案二： 方案二：单片机方式
即使用单片机，A/D转换器，D/A转换器以及存 储器等组成系统。对输入信号用外接触发电路产生 触发信号，通过A/D转换将模拟信号转换成数字信号， 再通过单片机将数据锁存至外部RAM，然后由单片机 控制将数据送至D/A输出。它的优点是系统规模小， 有一定的灵活性，但是不适宜于观察高速信号或者 复杂信号。
80C51的引脚 80C51的引脚
本课题使用的是P89V51RB2FN芯片，其总线引脚图为：
80C51的内部结构 80C51的内部结构
80C51单片机由微处理器（含运算器和控制器）、 存储器、I/O接口以及特殊功能寄存器SFR等构成。
•80C51的微处理器 •80C51的片内存储器 •80C51的I/O口及功能单元 •80C51的特殊功能寄存器(SFR)
A/D模块-转换器的主要技术指标2 A/D模块-转换器的主要技术指标2 模块
(2) 水平分辨率 在数字存储示波器中，水平系统的作用是确保对输入 信号采集足够数量的采样值，并且每个采样值取自正确的 时刻，数字存储示波器的水平分辨率与存储器的存储深度 也即是容量，扫描速度和采样率有关。 存储器用来存储 A/D 转换器输出的数据，存储器的容 量决定了可以存储的取样点的数目。一般认为，存储容量 越大越好，但是由于存储容量是随着成本而增加的，因此 需要在两者中作权衡。 通常数字示波器技术指标是在最大扫描速率下给出的。 在给定扫描速度时，随着存储容量的增加，采样率也增加， 采样率越高，则信号重建的精度也越高；当给定采样速率 的时候，示波器记录时间的时间长度也将呈线性递增，时 间长度越长，对时间的观察也就也完整和精细。
【设计】基于单片机的简易数字存储示波器设计研究
【关键字】设计摘要随着科技高速发展，模拟示波器的功能不能满足人们的要求，数字保存示波器以其可以保存波形，稳定的输出，方便观察波形，操作简单等特点代替了模拟示波器。
本次设计的简易数字保存示波器，以80C51为核心，由信号采集、数据处理、波形显示、控制面板等功能模块组成。
整个系统分成A/D转换部分、D/A转换部分、波形保存部分、键盘输入控制四大部分组成。
基于题目要求，本系统对数据保存、水平扫描速度输出功能进行了重点设计。
此保存示波器即具有一般示波器实时采样实时显示的功能，又可以对某段波形进行即时保存和连续回放显示。
输出波形可以在示波器X轴上放大2倍或4倍输出显示。
具体设计原理以及过程在下面章节中详细说明。
关键字：数字保存、单片机、A T51、D/A转换、A/D转换AbstractWanting develops high speed along with the science and technology, simulates oscilloscope's function not to be able to satisfy people's request, the digital storage oscilloscope by its may save the profile, the stable output, facilitated the observation profile, characteristics and so on simplicity of operator replaces has simulated the oscilloscope. This design's simple digital storage oscilloscope, take 51 as a core, by signal gathering, the data processing, the profile demonstrated that functional modules and so on control panel compose. The overall system divides into a/D conversionfraction, the D/A conversion fraction, the profile memory part, the keyboard entry to control four major part compositions. Based on the topic request, this system to the data storage, the horizontal scanning speed output function has carried on the key design. This storage oscilloscope namely has the common oscilloscope real-time sampling real time display function, may also carry on the immediate memory to some section of profiles and playback the demonstration continuously. The output wave shape may enlarge 2 time or 4 time of output demonstrations on the oscilloscope X axis. Concrete principle of design as well as process under chapter detailed explanation.key words: The digital storage, the monolithic integrated circuit, AT51, D/A transform, A/D to transform目录1 绪论1.1 简易数字保存示波器工作原理大部分数字保存示波器采用DMA（直接数据存取)方式控制采样、储存和显示数据，解决了单片机运行速度上限造成的数据带宽瓶颈，同时兼作锯齿波发生器的输入数据，简化了电路。
毕业论文基于STC单片机虚拟简易示波器的设计
题目：基于STC单片机虚拟简易示波器的设计目录1．实验目的及意义 (1)2. 试验内容及方案论证 (1)3.系统工作原理 (2)4.硬件电路设计 (2)5.系统软件设计 (4)下位机设计 (4)sbit convst=P0^0;统调试 (6)硬件调试 (6)软件调试 (6)软硬联调 (7)7.实验结果与误差分析 (7)8.实验小结及体会 (8)科技学院 (9)本科毕业论文（设计）管理办法 (9)1．实验目的及意义（1）学会利用AT89C5X系列单片机控制AD7862实现模拟的电压的采集；（2）学会利用串口与PC机进行通信将测量数据发送给PC机，在PC机上利用Visual C++ 编写上位机界面，并显示数据与波形；（3）通过应用Altium Designer 6软件掌握电路板的原理图绘制及pcb板的生成；（4）学会利用Keil uVision4软件编写并调试单片机的下位机程序，利用Keil uVision4与wave6000软件结合，对硬件电路采集来的数据进行分析。
2. 试验内容及方案论证在实际应用中，经常会遇到一些突发信号，需要对其进行高速采集，这种情况下采用高速的A/D自然成为首选。
AD7862是AD公司推出的一个高速，低功耗，双12位的A/D转换，单+5V供电,功率为60mW。
它包含两个4us的延时的ADC,两个锁存器，一个内部的+参考电压和一个高速并行输出端口。
有四个模拟输入通道，分为两组，由A0选择。
每一组通道有两个输入(VA1 & VA2 or VB1 & VB2)，它们能同时的被采样和转化，保存相对的信号信息。
它可以接受+10v的输入电压范围（AD7862-10），+(AD7862-3)和（AD7862-2）。
对模拟电压输入，具有过电保护功能，相对地，允许输入电压到达+17v，+7v，+7v，而不会造成损害，本实验选用AD7862-10。
其具有以下主要特点：1、4通道模拟输入，2路同时转换（内置2个可同时工作的12位集成AD 转换器）；2、4us转换时间，250ksps采样速率；3、可选模拟量输入±10V(AD7862-10)；4、高速12位并行总线输出；5、内部提供+参考电压或者由外部提供参考电压;；6、单一电源工作。
基于PIC单片机的简易数字示波器设计
基于PIC单片机的简易数字示波器设计摘要：提出了利用PIC 单片机作为控制核心的简易数字示波器的设计方案。
介绍了系统总体设计的体系结构，以及硬件和软件的具体实现。
输入信号经过预处理租AD 转换后，传输到单片机，利用键盘做功能设置，在LCD 上把波形显示出来，实现信号的实时采样、数据处理以及显示控制等简易数字示波器功能。
此系统方案规模小、性能稳定、实现方便、价格低廉，具有一定的实用价值。
关键词：PIC；单片机；数字示波器；AD 转换；采样0 引言数字示波器是工业控制、电子测量、信号处理及仪器仪表等行业最常用的测量仪器之一。
它将捕捉到的模拟信号通过AD 转换后，存储到示波器中，对信号作一步的处理，可以获得被测信号的多种信号参数，如频率、幅值、前后沿时间、平均值等，有利于对产品作进一步的分析设计。
1 总体设计表征示波器的一些关键技术指标有：采样率、存储容量、触发类型、带宽、分辨率等。
采样率定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，采样率的倒数是采样周期，它表示采样之间的时间间隔。
采样率可分为实时采样率和等效采样率，实时采样率指单次采样所能达到的最大采样率，等效采样率指用多次采样得到的信号共同完成信号的重建。
存储容量指获取波形的取样点的数目，用直接存放AD 转换后数据的获取存储器的存储单元数来表示记录时间、取样速率以及存储深度三者之间的关系。
示波器的存储容量越大，采样数据的能力越强，更善于捕获像毛刺这类通常偶尔发生的信号。
触发常见的类型有上升沿触发和下降沿触发，即通过指定的极性和电压电平识别波形的触发，设定一个适当的触发电平以后，触发电路开始捕捉触发脉冲，完成数据采集。
显示出来的波形是以信号的某个上升沿或某个下降沿为触发参考点的。
作用是保证每次采集的数据，都是从输入信号上的一个精确确定的点作为参考点来显示，有利于显示波形重。
基于AVR单片机的简易示波器设计[1]
![基于AVR单片机的简易示波器设计[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/cc6fba0416fc700abb68fc59.png)
收稿日期：2008-12-03稿件编号：200812015基金项目：福建省大学生创新性实验项目(CX2007005)作者简介：余海斌（1986-），男，福建漳州人。
研究方向：微机接口技术及嵌入式系统。
1引言示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。
它能把肉眼看不见的电信号显示出来，便于人们研究各种电现象的变化过程。
一台成品示波器虽然功能强大但其价格昂贵，日常DIY 电子制作中只需测试，诸如信号的波形，频率，幅度等参数，而无需使用昂贵的示波器，这里给出了一种基于AVR 单片机的简易示波器设计方案。
2系统硬件设计该系统设计方案是以AVR 单片机ATmega16为核心，再加上前端信号调理电路、键盘控制、LCD 显示构成的简易示波器，其系统结构框图如图1所示。
该示波器频率测量范围为0.33Hz ～6kHz ，幅值测量范围为20mV ～2.0V 。
由于示波器观察信号大多是正负电压信号，ATmeag16内部A/D 转换器是单参考电压。
为了采样到信号的负电压，就需要给该信号叠加直流量将负电压部分信号升高至零电平以上，因此采用信号调理电路，如图2所示。
调理电路输入与输出关系为：U 0=（1+R 2/R 1）U i +U x（1）式中：U x 为U 3的输出电压。
R 1，R 2分别由模拟开关CD4051连接不同阻值的电阻实现程控放大。
该系统设计外部设备不多，LCD 和键盘是以并行方式接至AVR 单片机，其电路如图3所示。
3系统软件设计系统软件设计主要分为主程序模块、键盘模块、触发模块、显示模块和A/D 转换采样及频率控制模块。
基于AVR 单片机的简易示波器设计余海斌,陈志英（厦门理工学院电子与电气工程系，福建厦门361024）摘要:介绍了以AVR 单片机ATmega16为核心，采用前端信号调理电路、程控增益放大器以及波形显示LCD （GDM12864A ）实现的一个简易示波器。
并给出该系统设计的硬件和软件设计方案。
基于单片机的数字示波器设计
基于单片机的数字示波器设计摘要示波器是电子测量中一种最常用的仪器，被广泛应用于各个领域。
随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，示波器也从模拟示波器向数字示波器发展。
同模拟示波器相比，数字示波器具有很多优点，并开始逐步取代模拟示波器，成为市场上的主流。
基于单片机的数字示波器充分发挥了单片机的性能优势，它与传统的模拟示波器相比有许多优点，它易操作、体积小、精度高、可永久存储波形数据、反复重现波形数据等。
它特别适合一些电子DIY群体，故其使用面更加广。
本文提出了一种简易数字示波器的设计方案，以AT89C52单片机作为控制核心，通过高速A/D器件ADC0809采集信号，实现信号的存储与测量。
测试结果证明本设计提出的数字示波器可以实现波形的采集、存储、波形参数的测量，稳定性高，具有较高的实用价值。
关键词：单片机；AT89C52；ADC0809；数字示波器Design Of Digital Oscilloscope Based OnSingle-chip microcontrollerAbstractOscilloscope is an electronic measurement instrument.It is widely applied in various fields.With the rapid development of microelectronics and computer technology, oscilloscope has been changed from analogue oscilloscope to digital oscilloscope. Compared with analogue oscilloscope,digital oscilloscope has many advantages, and gradually replaces analogue oscilloscope, which becomes the mainstream in the market.The digital oscilloscope based on SCM has made most use of pared with analogue oscilloscope,many advantages can be listed,such as, easy to operate,small size,high accuracy, permanently store and repeatedly reproduce waveform data,etc.It is particularly suitable for DIY groups.Therefore,it is more widely used.This paper proposes a design of simple digital oscilloscope , of which AT89C52 microcontroller works as the control core, collecting signal by high-speed A/D device ADC0809 and reaching the signal storage and measurement. Test results show the digital oscilloscope proposed by this design can realize the acquisition and storage of waveform,and measure waveform parameter.At the same time,the digital oscilloscope owns advantages of high stability and practical value.Key words: Single-chip microcontroller;AT89C52;ADC0809;Digital Oscilloscope目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景与实际意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计目标和设计内容 (2)第二章硬件电路设计 (3)2.1 总体研究思路 (3)2.2 AT89C52单片机简介 (3)2.3 数字示波器原理 (7)2.4 A/D转换及ADC0809的基本介绍 (8)2.4.1 A/D转换 (8)2.4.2 模/数转换器ADC0809 (8)2.5 系统各模块设计方案 (11)2.6 硬件电路设计 (13)2.6.1 电源模块 (13)2.6.2 串口通讯模块 (13)2.6.3 数据采集模块 (14)2.6.4 存储模块及液晶显示模块 (14)第三章软件设计 (17)3.1 设计思路 (17)3.2 主程序设计 (17)3.3 A/D转换子程序 (18)3.4 LCD液晶显示子程序 (19)3.5 EEPROM读写子程序 (20)3.6 按键处理子程序 (21)3.7 串口通讯子程序 (22)3.8 测试结果 (22)第四章结语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录A (28)附录B (29)第一章绪论1.1 课题背景与实际意义近年来，随着电子技术与计算机技术的发展，对数据检测仪表的数据采集速度、精度及其智能化提出了更高的要求。
毕业设计(论文)开题报告-简易数字示波器设计
毕业设计（论文）开题报告-简易数字示波器设计西安交通大学XX学院本科毕业设计(论文)开题报告题目简易数字示波器设计所在系电气与信息工程学生姓名 XXXXX 专业电子信息工程班级信息XXX学号 XXXXXX3 指导教师 XXXX教学服务中心制表年月本科毕业设计(论文)开题报告对题目的陈述1.结合毕业设计(论文)课题情况，根据查阅的文献资料，撰写1000字左右的文献综述:(说明选题意义、国内外研究现状、主要研究内容)数字示波器是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。
数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。
还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。
目前高端数字示波器主要依靠美国技术，对于300MHz带宽之内的示波器，目前国内品牌的示波器在性能上已经可以和国外品牌抗衡，且具有明显的性价比优势, 数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来，其应用越来越广泛，已成为测试工程师必备的工具之一。
21世纪是一个科学和技术都在飞速发展的时代，随着电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术的高速发展,电子测量仪器也有了巨大的发展。
数字式示波器就以其存储波形及多种信号分析、计算、处理等优良的性能从而逐步取代模拟示波器。
用数字示波器能完成对信号的一次性采集，把波形存储起来，还可以通过移位操作观察波形的任何一部分等等。
数字示波器是随着数字集成电路技术的发展而出现的新型智能化示波器，己经成为电子测量领域的基础测试仪器。
随着新技术、新器件的发展，它正在向宽带化、模块化、多功能和网络化的方向发展。
数字示波器的优势是可以实现高带宽及强大的分析功能。
现在高端数字示波器的实时带宽已达到20GHz，可以广泛应用于各种千兆以太网、光通讯等测试领域。
而低端数字示波器几乎可以应用于国民经济各个领域的通用测试，同时可广泛应用于高校及职业学校的教学，为社会培养众多的后备人才。
数字示波器的技术基础是数据采集，其设计技术可以应用于更广泛的数据采集产品中，具有深远的意义。
数字示波器毕业设计
数字示波器毕业设计篇一：基于单片机的数字示波器设计摘要示波器是电子测量中一种最常用的仪器，被广泛应用于各个领域。
随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，示波器也从模拟示波器向数字示波器发展。
同模拟示波器相比，数字示波器具有很多优点，并开始逐步取代模拟示波器，成为市场上的主流。
本文主要完成了简易数字示波器的设计，包括硬件设计和软件设计两大部分。
硬件设计上，信号波形采集采用的是12位逐次逼近型A/D转换器AD574A，转换时间为时间为25US，转换精度小于等于0.05%。
控制器选用AT89C52及AT89C51两个单片机，解决了一般示波器使用一片单片机，运行速度明显不足的问题。
波形显示部分采用液晶显示模块，具有简单易实现、显示效果好等优点。
频率显示部分采用的是6位数码管显示，简单易行。
Proteus仿真表明，该设计运算速度明显提高。
频率显示准确，可以实现快速读取。
该示波器可以实现对模拟带宽为0.1KHz～20KHz的模拟信号的波形好频率的实时显示。
关键词：单片机；实时采样；波形；频率AbstractAn oscilloscope is electronic measurementinstrument, the most commonly used widely applied in various fields. With microelectronics and computer technology rapid development from analogue oscilloscope, oscilloscope to digital oscilloscopes development. Compared with analogue oscilloscope,digital oscilloscopes start has many advantages, and gradually replacing analogue oscilloscope, become the mainstream in the market.This paper has completed the design of simple digital oscilloscopes, including hardware design and software design. The hardware design, the signal waveform sampling by 12 successive approximation of the A/D converter AD574A conversion time, for time is less than or equal to 25US conversion, precision 0.05%. Controller chooses AT89C52 and single-chip microcomputer, solve the two AT89C51 single-chip microcomputer, a commonly used oscilloscope shortage problem running speed. Waveform display part adopts LCD module is simple and easy to realize and shows good effect, etc. Frequency display part adopts is six digital display, simple tube.Proteus simulation shows that the design speedincreased significantly. Frequency display correctly, can achieve rapid read. This can make the oscilloscope bandwidth for 0.1~20KHz to simulate the analog signal waveform 20KHz frequency of good real-time display.Keywords:SCM ; Real-time sampling； waveform；frequency目录前言 ................................................ . (1)1 数字示波器 (3)1.1 数字示波器 (3)1.2 本设计所要实现的目标 (4)1.3 设计内容 (4)2 系统设计 ................................................ (5)3 数字示波器的硬件设计与实现 (6)3.1 频率测量及显示电路的硬件设计 (6)3.1.1 测频电路总体构成 (6)3.1.2 信号调理电路设计 (6)3.1.3 数码管显示模块 (9)3.1.4 数码管显示驱动模块 (10)3.2 幅度测量及显示模块的硬件设计 (11)3.2.1 显示电路总体结构 (20)3.2.2 单片机外围电路设计 (22)3.2.3 信号波形采集模块 (24)3.2.4 显示模块 (27)3.2.5 电源设计 (30)4 系统软件设计 (31)4.1 测频系统软件设计 (31)4.2 信号采集系统软件图 (33)4.3 波形显示系统软件设计 (34)5 调试及仿真 ................................................366 结论 ................................................ (38)致谢 ................................................ (39)参考文献 ................................................ . (40)附录一：系统总体接线图 (41)附录二：频率测量子系统流程图 (42)附录三：信号显示子系统流程图 (43)附录四：频率测量系统程序清单 (44)附录五：波形显示系统程序清单 (48)前言示波器是现代电子测量中最常用的仪器，它是一种可以用来观察、测量、记录各种瞬时电压，并以波形方式显示其与时间关系的电子仪器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于单片机的简易示波器设计摘要随着电子科学技术的迅速发展，特别是随着大规模集成电路的出现，给人类生活带来了根本性的改变。
尤其是单片机技术的开发应用发展，现在产品几乎已经走进了千家万户。
而示波器的出现更是给人们的生活带来了极大的方便与实用。
本文首先描述了在整个设计中所用到的一些重要元器件的功能及相关特性并系统地介绍硬件部分的工作原理，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程，其次，详细阐述了程序的各个模块和实现过程，详细讨论了在软件上实现的过程。
本设计单片机技术为核心。
本文编写的主导思想是软硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块运行来编写。
关键词：ADC0809数模转换、AT89C51、128×64LCD液晶显示模块。
A simple oscilloscope design based on MCUAbstractEspecially the development and application of SCM technology, now the product has almost entered thousands of households. The oscilloscope has brought convenience and practicability greatly to people's life.This paper describes some important components used in the design of the function and related characteristics and introduces working principle of hardware, and attached to the system block diagram to illustrate the structure, function and working process are introduced, the hardware interface technology and the application of the system interface module. Secondly, detailed describes the procedures for the various modules and the realization process, process is realized in the software are discussed in detail. The design of single-chip technology as the core. In this paper the compiling principle is the combination of software and hardware, the hardware as the foundation, to the module operates to write.Key words: ADC0809 digital-analog conversion, AT89C51, 128 × 64LCD liquid crystal display module.第一章绪论1.1课题背景人类在认识自然和改造自然的过程中，必定要进行测量活动。
电子测量，从广义上来说是利用电子技术进行的测量。
电子测量仪器则是采用电子技术测量电量或者非电量的测量仪器。
它是电子工业的基础和先行，近年来发展极为迅速，已成为一门独立的学科。
可以说，一个国家的电子测量技术水平，在一定程度上反映了该国的电子技术水平。
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。
它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。
示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。
在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。
利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线。
1.2课题研究的目的和意义在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。
常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪。
万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。
示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。
第二章简易的总体设计2.1技术指标以单片机AT89C51为主要芯片设计的示波器，达到实用可靠，在基于单片机控制模块，由，键盘接口电路用普通按键完成，软件利用C语言编程实现单片机程序控制，具有调节时间的功能。
2.2系统设计原理2.3系统开发平台软件仿真平台：KEIL（uv3）、PROTEUS仿真软件电路辅助设计软件：KEIL（uv3）软件进行编程控制；PROTEUS用来设计相应的电路图，两者进行联调，实现电路的软件仿真。
PROTEL99SE 绘制原理图并制作对应的PCB 板。
硬件平台：PC CII900及其兼容机以上机器。
2.4系统的设计流程本课题首先在Proteus 画好原理图，再用Keil 编写程序，通过Proteus 和Keil 联调进行仿真调试，调试过程中遇到问题通过认真修改原理图和程序，实现仿真。
仿真实现后用PROTEL99SE 绘制原理图并制作对应的PCB 板。
图2 第三章 硬件设计 硬件总体设计3.1系统连接图图3编写程序调试原理图设计 原理图和程序修改调试 原理图与PCB 板3.1主控模块AT89C51 芯片介绍单片机中央处理系统的方案设计，我们选用AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图43.2振荡复位电路时钟振荡电路用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号，电路由两个30pF的瓷片电容和一个12MHz的晶振组成，并接入到单片机的XTAL1和XTAL2引脚处，使单片机工作于内部振荡模式。
此电路在加电后延迟大约10ms振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率决定。
电路中两个电容C1、C2的作用使电路快速起振，提高电路的运行速度。
复位电路复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。
为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位图53．2信号采集（放大电路）VSM signal generator虚拟信号发生器基于proteus仿真软件，我选用了这款软件自带的一个VSM signal generator虚拟信号发生器，该发生器具有四种波形（方波，锯齿波，斜波，锯齿波）可供选择，同时VSM signal generator虚拟信号发生器具有在一定范围内频率和幅度的调节功能，能方便的产生所需要的信号波形，从来来测试该示波器的工作状态。
运算放大电路3.3液晶显示部分128×64是一种带中文字库的具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。
图63.4键盘扫描电路的设计由于设计的是示波器，在示波器显示波形的时候需要对波形的幅度频率进行调整，所以设计键盘对波形进行调整。
按扭作用四个按钮分别对应频率和幅度的加减调节，X轴减调节是减少频率，X轴加调节是增加频率，Y轴减调节是减少幅度，Y轴加调节是增加幅度。
图73.5 ADC0808数模转换ADC 0808和ADC 0809除精度略有差别外(前者精度为8位、后者精度为7位)，其余各方面完全相同（ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。
一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D 转换）。
它是CMOS 器件，不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC 部分，而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。
利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D 转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。
1) 主要技术指标和特性（1）分辨率： 8位。
（2）总的不可调误差： ADC0808为±21LSB,ADC 0809为±1LSB 。
（3）转换时间： 取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz 时，T CONV =128μs 。
（4）单一电源： +5V 。
（5）模拟输入电压范围： 单极性0～5V ；双极性±5V,±10V(需外加一定电路)。
（6）具有可控三态输出缓存器。
（7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D 转换开始。
（8）使用时不需进行零点和满刻度调节。
2) 内部结构和外部引脚ADC0808的内部结构和外部引脚分别如图11.19和图11.20所示。
内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下：图11.19 ADC0808内部结构框图（1）IN0～IN7——8路模拟输入，通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路。
（2）D7～D——A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。
8位排列顺序是D7为最高位，D为最低位。
（3）ADDA 、ADDB、ADDC——模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。
地址信号与选中通道对应关系如表11.3所示。
（4）VR (+)、VR(-)——正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。
在单极性输入时，VR (+)=5V，VR(-)=0V；双极性输入时，VR(+)、VR(-)分别接正、负极性的参考电压。