基于单片机数字示波器的设计

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基于单片机和CPLD的数字存储示波器设计

简易数字存储示波器设计摘要本次设计基于数字示波器原理，以高速转换器件、CPLD和单片机为核心，结合直接存储器存取(DMA)技术，设计制作完成了简易数字存储示波器。

此数字示波器具有实时单、双踪显示和存储、连续回放显示功能。

整个设计实现了数字存储示波器的所有功能指标。

关键字：数字存储示波器，高速A/D、D/A转换器一、方案设计和论证数字存储示波器可以方便地对模拟信号进行采集和存储，并能利用微处理器对存储的数据作进一步处理，具有单踪、双踪实时显示和存储显示两种模式。

高速数据采集、存储、回放及触发电平调节是本设计的难点和重点。

下面就对这几个重要环节做论证和比较：1.数据采集方案一：采用中高速A/D转换器，由单片机控制对模拟信号进行采集。

限于单片机的工作频率，仅可采集低于5KHz的信号；对于更高频率的信号，虽然经处理后也能采集，但过程比较复杂。

本设计不采用此方案。

方案二：用CPLD控制高速A/D转换器采集模拟信号。

CPLD的工作时钟频率可达几十兆赫兹，完全可以控制高速A/D转换器对的高频信号进行实时采样。

只要A/D转换器的速度跟得上，可以实现对上兆的信号的采样。

本设计采用此方案。

2.数据存储方案一：采用双口RAM存储采样量化后的波形数据。

虽然控制和存储都很方便，但是本地根本买不到，所以本设计不采用此方案。

方案二：采用普通RAM存储采样量化后的波形数据。

虽然软硬件都比采用双口RAM 复杂，但是双口RAM不是哪里都能买到的，这也不失为一种替代的好方法。

本设计就采用此方案。

3.双踪显示方案一：用两片A/D转换器、两片存储器和两片D/A转换器，分别对两路模拟信号进行采样、存储和回放。

双踪显示时，只需要轮流切换两路输出信号，就可以实现双踪显示。

但是此方案①成本很高；②要做两路控制，软硬件相对更加复杂，本设计不采用此方案。

方案二：用一片A/D转换器、一片存储器和一片D/A转换器，以高速率切换模拟开关实现对两路模拟信号的采集。

单片机的简易数字示波器的研究与设计开发

方程段 11 部分 1方程段 11 部分 1华北理工大学轻工学院Qing Gong College North China University of Science and Technology毕业设计说明书设计题目：基于单片机的简易数字示波器的设计学生姓名：学号：专业班级：测控技术与仪器学部：信息科学部指导教师：2015年5月30日摘要数字存储示波器是依据数字集成电路技术的发展而出现的智能化示波器，现在已经成为电子测量领域的基础测量仪器。

数字存储示波器的技术基础是数据采集，该技术已经广泛应用于数据采集产品中，对相关仪器的研发与创新具有深远意义。

随着技术与元器件的发展与创新，数字存储示波器正在向宽带化、模块化、多功能和网络化的方向发展。

数字存储示波器可以实现高带宽和强大的分析能力。

高端的数字存储示波器实时带宽已经可以达到20GHz，可以广泛的应用各种千兆以太网、光通讯等测试领域。

而中低端的数字存储示波器已经可以广泛应用于各个领域的通用测试，也可以广泛应用于高校及职业院校的教案。

但是现在国内外数字存储示波器在几千到几十万不等，普遍价格偏高，不适用于简单用途的使用与测量。

所以这里介绍了数字存储示波器的原理与基本概念并设计了一个简易的基于单片机的数字存储示波器，简化制作成成本，并能实现其基本功能与主要技术指标。

关键词数据采集、单片机AbstractDigital storage oscilloscope is based on the development of Digital IC technology and intelligent oscilloscope, now electronic measurement field of basic measurement instrument. The technology of digital storage oscilloscope is the data acquisition, which has been widely used in data acquisition products, and it has far-reaching significance for the development and innovationof the related instruments..With the development and innovation of technology and components, digital storage oscilloscope is developing to broadband, modular, multi-function and network.. Digital storage oscilloscope can achieve high bandwidth and strong analytical skills. High end digital storage oscilloscope real-time bandwidth has been reached 20GHz, can be widely used in various Gigabit Ethernet, optical communications and other test areas. And the low-end digital storage oscilloscope has been widely used in various fields of universal testing, can also be widely used in Colleges and universities and vocational colleges teaching.But now the digital storage oscilloscope at home and abroad, ranging from thousands to hundreds of thousands, the general price is high, not for simple purposes and measurement. So here the basic concepts and principles of digital storage oscilloscope and design a simple digital storage oscilloscope based on MCU, simplify the production cost and realize the basic functionsand main technical indicators.Keywords: data acquisition microcontroller目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 选题的背景意义和研究现状 (1)1.1.1 选题的背景意义 (1)1.1.2 国内外研究现状 (1)1.2 设计的任务和要求 (2)1.2.1设计的主要任务 (2)1.2.2 设计的基本要求 (2)第2章数字存储示波器的基本原理 (3)2.1数字示波器的基本原理 (3)2.1.1 数字存储示波器的组成原理 (3)2.2数字存储示波器的工作方式 (3)2.2.1数字存储示波器的功能 (3)2.2.2触发工作方式 (4)2.2.3测量和计算工作方式 (4)2.2.4面板按键操作方式 (4)2.2.5数字存储示波器的显示方式 (4)2.3数字存储示波器的特点 (6)2.4数字存储示波器的主要技术指标 (6)2.4.1最高取样速率 (6)2.4.2存储带宽 (7)2.3.3分辨率 (7)2.4.4存储容量 (7)2.4.5读出速度 (7)2.5数字信号的采集与存储 (7)第3章系统硬件电路的设计 (9)3.1 STC15W4K60S4系列单片机 (9)3.2 LCD12864 (9)3.3硬件系统设计 (11)第4章系统功能的软件设计 (13)4.1单片机软件开发系统 (13)4.2主程序设计及流程图 (13)4.2.1 数字存储示波器系统流程图 (13)第5章结论和展望 (15)5.1结论 (15)5.2展望 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录一 (18)第1章绪论1.1 选题的背景意义和研究现状1.1.1 选题的背景意义据IEEE的文献记载1972年英国Nicolet公司发明了世界第一台数字存储示波器，到1996年惠普科技发明了世界第一台混合信号示波器。

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。

基于单片机的简易数字示波器的设计

基于单片机的简易数字示波器的设计华北理工大学轻工学院Qing Gong College North China University of Science and Technology毕业设计说明书设计题目：基于单片机的简易数字示波器的设计学生姓名：学号：专业班级：测控技术与仪器学部：信息科学部指导教师：2015年5月30日摘要数字存储示波器是依据数字集成电路技术的发展而出现的智能化示波器，现在已经成为电子测量领域的基础测量仪器。

数字存储示波器的技术基础是数据采集，该技术已经广泛应用于数据采集产品中，对相关仪器的研发与创新具有深远意义。

随着技术与元器件的发展与创新，数字存储示波器正在向宽带化、模块化、多功能和网络化的方向发展。

数字存储示波器可以实现高带宽和强大的分析能力。

高端的数字存储示波器实时带宽已经可以达到20GHz，可以广泛的应用各种千兆以太网、光通讯等测试领域。

而中低端的数字存储示波器已经可以广泛应用于各个领域的通用测试，也可以广泛应用于高校及职业院校的教学。

但是现在国内外数字存储示波器在几千到几十万不等，普遍价格偏高，不适用于简单用途的使用与测量。

关键词数据采集、单片机AbstractDigital storage oscilloscope is based on the development of Digital IC technology and intelligent oscilloscope, now electronic measurement field of basic measurement instrument. The technology of digital storage oscilloscope is the data acquisition, which has been widely used in data acquisition products, and it has far-reaching significance for the development and innovation of the related instruments..With the development and innovation of technology and components, digital storage oscilloscope is developing to broadband, modular, multi-function and network.. Digital storage oscilloscope can achieve high bandwidth and strong analytical skills. High end digital storage oscilloscope real-time bandwidth has been reached 20GHz, can be widely used in various Gigabit Ethernet, optical communications and other test areas. And the low-end digital storage oscilloscope has been widely used in various fields of universal testing, can also be widely used in Colleges and universities and vocational colleges teaching.But now the digital storage oscilloscope at home and abroad, ranging from thousands to hundreds of thousands, the general price is high, not for simple purposes and measurement. So here the basic concepts and principles of digital storage oscilloscope and design a simple digital storage oscilloscope based on MCU, simplify the production cost and realize the basic functions and main technical indicators.Keywords: data acquisition microcontroller目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 选题的背景意义和研究现状 (1)1.1.1 选题的背景意义 (1)1.1.2 国内外研究现状 (1)1.2 设计的任务和要求 (2)1.2.1设计的主要任务 (2)1.2.2 设计的基本要求 (2)第2章数字存储示波器的基本原理 (3)2.1数字示波器的基本原理 (3)2.1.1 数字存储示波器的组成原理 . 32.2数字存储示波器的工作方式 (3)2.2.1数字存储示波器的功能 (3)2.2.2触发工作方式 (4)2.2.3测量和计算工作方式 (4)2.2.4面板按键操作方式 (4)2.2.5数字存储示波器的显示方式.. 42.3数字存储示波器的特点 (6)2.4数字存储示波器的主要技术指标 (6)2.4.1最高取样速率 (6)2.4.2存储带宽 (7)2.3.3分辨率 (7)2.4.4存储容量 (7)2.4.5读出速度 (7)2.5数字信号的采集与存储 (7)第3章系统硬件电路的设计 (9)3.1 STC15W4K60S4系列单片机 (9)3.2 LCD12864 (9)3.3硬件系统设计 (11)第4章系统功能的软件设计 (13)4.1单片机软件开发系统 (13)4.2主程序设计及流程图 (13)4.2.1 数字存储示波器系统流程图13 第5章结论和展望 (15)5.1结论 (15)5.2展望 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录一 (18)第1章绪论第1章绪论1.1 选题的背景意义和研究现状1.1.1 选题的背景意义据IEEE的文献记载1972年英国Nicolet公司发明了世界第一台数字存储示波器，到1996年惠普科技发明了世界第一台混合信号示波器。

基于51单片机数字示波器设计

SCON=0x50; //串口工作在方式 1，异步模式 PCON=0x80; //波特率翻倍
TMOD=0x20; //定时器 1 工作在方式 2
TH1=0xff; //波特率 115200bps，单片机时钟晶振为 22.1184MHz
TL1=0xff;
TR1 = 1; //开启时钟
RI = 0; SEG_Q = 0xbf;//"-" SEG_B = 0xbf; SEG_S = 0xbf; SEG_G = 0xbf; } } 以上演示源程序 keil 工程请参考附件【串口调试 1】
这里我再介绍两款串口绘图软件【MyOsc】和【ComCalWave】，可以直接把串口接收到的数据按 X-Y 轴绘图，显示结果更直观。
for(i=0;i<128;i++) { uart_put_uchar(dot[i%30]); delay_ms(1);//此处延时当于调节了采样率
} } } 用以上调试软件同样可以看到漂亮的正弦信号图形。以上调试成功后，是不是感觉很棒，如果你是第一次亲自完成 ADC 将数据采集，再用软件绘图显示还原信号波形图，一定是一件特别令人激动的事情。
第 6 页，共 34 页
2 图形液晶 LCD12864 绘图驱动设计基础
下面我们学习如何在 LCD12864 上显示同样的正弦波形。关于 LCD 的硬件接口电路，在前面的教程中有详细介绍，涉及单片机总线知识和 CPLD 内部电路，需要专门学习，这里我们借助现成的驱动函数，重点讲解 LCD 绘图程序设计。 LCD12864 的电路接口在【mini51b.h】头文件中定义。 #define LCD_LCW XBYTE[0xf4ea] //左屏命令写入 #define LCD_LDW XBYTE[0xf5ea] //左屏数据写入 #define LCD_LCR XBYTE[0xf6ea] //左屏命令读出 #define LCD_LDR XBYTE[0xf7ea] //左屏数据读出 #define LCD_RCW XBYTE[0xf8ea] //右屏命令写入 #define LCD_RDW XBYTE[0xf9ea] //右屏数据写入 #define LCD_RCR XBYTE[0xfaea] //右屏命令读出 #define LCD_RDR XBYTE[0xfbea] //右屏数据读出后面所有对 LCD 的编程操作都是基于以上接口定义（总线编址）进行的读写操作。首先来看 LCD 点阵结构图，这里以不带字库的 LCD12864 来讲解，如图 2-1 所示。

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。

基于单片机的数字存储式示波器设计与实现

基于单片机的数字存储式示波器设计与实现摘要本文介绍了基于单片机的数字存储式示波器的设计与实现。

数字存储式示波器是一种用于观察电信号波形的测量仪器，具有易于操作、灵敏度高以及方便存储和分析数据等特点。

文章首先介绍了数字存储式示波器的工作原理和基本组成部分，然后详细描述了单片机的选择和其在示波器中的应用。

接着，给出了数字存储式示波器的电路设计和PCB布局设计，并介绍了常见的示波器控制算法的实现方法。

最后，通过实际测试和验证，验证了数字存储式示波器的性能和准确度。

引言数字存储式示波器是一种用于测量和观察电信号波形的仪器，它通过将模拟信号转换为数字信号，并存储在存储器中进行处理和显示。

相比于模拟示波器，数字存储式示波器具有许多优势，如灵敏度高、易于操作以及能够方便存储和分析数据等。

本文将介绍基于单片机的数字存储式示波器的设计与实现。

首先，我们将详细介绍数字存储式示波器的工作原理和基本组成部分。

接着，我们将选择适合示波器设计的单片机并介绍其在示波器中的应用。

然后，我们将给出数字存储式示波器的电路设计和PCB布局设计，并介绍常见的示波器控制算法的实现方法。

最后，我们将通过实际测试和验证，验证数字存储式示波器的性能和准确度。

数字存储式示波器的工作原理和基本组成部分数字存储式示波器主要由以下几部分组成：模拟前端、A/D转换、存储器、信号处理和显示等。

•模拟前端：模拟前端用于对输入的模拟信号进行条件处理和放大，保证信号能够适合于A/D转换。

•A/D转换：A/D转换将模拟信号转换为数字信号，该数字信号将被存储在存储器中进行后续的处理和显示。

•存储器：存储器用于存储A/D转换后的数字信号，存储的容量决定了可存储的波形数据长度。

•信号处理：信号处理主要包括波形处理、触发处理和数据分析等。

波形处理用于对存储的数字信号进行加权平均和去噪处理，以提高显示效果；触发处理用于选择合适的触发条件，确保波形的稳定显示；数据分析用于对存储的波形数据进行进一步的分析和处理。

基于单片机数字示波器的设计

目录（一）实训内容 (1)（二）实训目的 (1)（三）数字示波器原理 (1)1.机型介绍 (1)1.1.整体介绍 (1)1.2.功能简介 (1)2．本机参数介绍 (2)3.基本原理 (3)3.1.硬件总体框图 (3)3.2.耦合方式选择电路 (3)3.3灵敏度选择电路① (4)3.4.电压跟随器 (5)3.5.灵敏度选择电路② (5)3.6.信号调理电路 (6)3.7.触发电路 (7)3.8.档位控制电路 (7)3.9.去耦合电路 (8)3.10.电源供电电路 (8)3.11.单片机接口电路 (9)4.元器件功能与检测 (10)4.1.STM32F103Cx单片机 (10)4.2.TL084运算放大器 (10)4.3.LM7805三端稳压集成电路 (11)4.4.LM7905三端稳压集成电路 (11)4.5.LM11173.3三端稳压集成电路 (11)5．PCB版 (11)（四）数字示波器的组装 (11)（五）数字示波器的调试 (12)（六）小组分工 (13)（七）实训心得 (13)（八）参考文献 (14)（九）附录 (15)（一）实训内容1.利用套件中各种电子元器件/模块组装数字示波器。

2.学习数字示波器原理与系统组成。

（二）实训目的1.理解数字示波器内部组成结构和工作原理。

2.学习数字示波器的组装、调试、维修以及升级方法。

3.锻炼学生动手与实践能力。

（三）数字示波器原理1.机型介绍1.1.整体介绍：DSO138数字示波器采用9V电源供电，以STM32F103Cx单片机为核心处理器，具有将信号数字化后再建波形，记忆、存储被观测信号的功能，还可以用来观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号。

采用彩色TFT LCD屏幕，使示波器灵敏度、可视度得到很大的提高，并留有USB端口可供二次升级开发。

总体来说DSO138示波器具有体积小、重量轻，便于携带，操作方便，能自动测量波形的频率、周期、峰峰值、有效值、最大值、最小值等特点。

基于单片机的简易示波器设计

基于单片机的简易示波器设计一、系统结构和工作原理1.1 系统结构该系统设计方案是以AVR单片机为核心，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l所示。

1.2 工作原理系统的主控芯片是AVR系列单片机ATmega16，单片机内部自带一个10 bits精度的逐次逼近型模数转换器，内建采样/保持电路。

ADC的时钟是可编程的，触发源选择为定时器/计数器0溢出；ATmega16的定时器的时钟源也是可编程的，这样就可以通过控制定时器/计数器0溢出中断频率来控制ADC的采样频率。

二、硬件设计2.1 信号调理电路信号调理电路要完成的功能是：程控放大，叠加直流分量。

程控放大的作用是：当输入信号的幅度很小的时候就需要对输入信号进行放大，使得被测信号可以在LCD上尽可能清楚的显示出来。

叠加直流分量的作用是：ATmega16自带的A/D是单电源的，没办法输入负压而待测信号又往往有负压。

这时候就需要一个可以把负压抬高到0电平以上的电路，如图2。

R1、R2分别由一个模拟开关CD4051来连接不同的电阻实现程控放大功能；可调电阻R9用来设置信号调理电路加入的直流分量的大小；放大后的信号和直流分量最后由U3模拟加法器叠加后输出。

三、软件设计系统软件设计主要分为主程序模块、触发模块、显示模块和A/D转换采样及频率控制模块。

图2 信号调理电路 3.1 主程序模块系统在一次采样未完成之前，只查询键盘。

按下按键进行相应操作，如无键按下则继续查询键盘，直到采样完成为止。

采样完成后触发数据，只从数据里取出符合显示要求的数据并将波形显示在LCD 上，进入下一次采样，如此循环。

图3为系统主程序工作流程。

图3 简易示波器系统程序流程图3.2 触发模块采用硬件触发功能会增大系统硬件电路的复杂度，因此采用软件实现方式。

一个周期的正弦波同一电压值对应两个不同的波形位置(除去最大值与最小值)。

先找一个比触发电平小的电压，在此基础上再找与触发电平相同或更大的电压就可以判断出大于或等于触发电平的Y NYN开始系统初始化开机动画键盘扫描及功能采样完毕？数字触发清波形显示区数据运算及显示波形循环幅度等于最大值？程控放大器放大倍数下降一级数据就是上升沿的触发点。

基于单片机的数字存储示波器设计

Ｃｉ）ｈｎａ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｒｑｅｃａａｍｅｓｒｙｔｍｓｃｍｐｓｄｏＴ８Ｃ１ａｄｐｆｈｒｌ．ｂｓｎｅｂａｄ，ｉｉＦｅｕｎｙｄｔ－ａｕｅｓｓｅｉｏｏｅｆＡ９５ｎｅｐｅａｓｙｕｉｇｋｙｏｒｓｔｓｉｕｅｏｒａｉｅｔｅｓｅｅｄｔｃｕｒｎ，ｐｃｓｉｇｔｒｇａｄｄｓｌｙｎｔｔｅｓｍｅｔ，ｕｅｓｃｎｇｔａｄｒｃｃｓｄｔｅｌｈｃｎａａａｑｉｇｚｉｏｒｅｓｎ，ｓｏｎｎｉｐａｉｇａｈａｉｉｍｅｓｒａｅｉｔａ－ｅｋｏｌｄｅｗｉｈｉａａａｑｉｄｉｏｇｒｎｅｔｎｗｅｇｈｃｔｄｔｃｒｎａｌｎ－ａｇｉｓｕｅｍｅ，ｒｈｒｒ，ａｅｓｏｄｂｖ－ｈｗａｐｉａｉｎｕｅｓｆｔｅｍｏｕｅｉｃｎｂｈｗｅｙｗａｅｓｏｐｌｔｓ，ｓｒｔｃｏｐａａｅｐｒｉａｈｓｅｆｔｅｄｔｃｕｒｇ，ｒｃｓｉｇ￣ｒｇａｄｄｓｌｙｎ．Ｔｉｙｔｍａｌｄｓｌｙｔｅｓｅｅｎｔｋａｔｎｅｃｔｐｏｈａａａｑｉｎｐｏｅｓｎ，ｓｉｎｉｐａｉｇｈｓｓｓｅｃｌｉｐａｈｃＨｉｎ
ｄｔｗｔｅａｄｓｌｉｕｔ￣ｃｕｅｔｅｓｎｎｕｈｍｅｒｉｔａＡ８Ｃ１ｏＷｅｎｅｏｌｇｒｉｒ・ａｉｓｒｌｉａｃｃｉｅａｓｒｉＯｅｏｇｍｏｎｉｅｌＴ９５￣ｅｄｔａｅｔｐｏａｈｉｐｙｒｈｅｙｎｒｎｒｓ

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。

基于单片机的数字示波器的设计

序上，二者的共同工作促进了单片机跌数字示波器的正常工作。Ｍ５１首先在图形绘画工作已完成的基础上对８９Ｃ５２进行基本的命令下达，而传达的命令借助数字代码的形式表达真正的含义，比如０２代表着画单行垂直线、Ｏ３代表画单行水平线而ｏＢ意味着发送１２８个字节数据。最后８９Ｃ５２在接受了上级指令后进行具体的填图工作，最终完成软件设计的整个过程。（１）８９Ｃ５２程序。在８９Ｃ５２程序的设计过程中，采取的是计算机嵌入式的设计方案，在计算机的工作过程中显示器可以做到脱机工作。８９Ｃ５２在整个工作过程中都是受Ｍ５１程序的直接控制的，采取１基于单片机的数字示波器工作原理ＣＰＵ通讯模式。在该程序的工作过程中可自行完成的部分首先应该示波器为比较常用的、通用的电子测试仪器之一，能够对作为将９２Ｈ输送给ＳＣＯＮ装置，在输送完成后打开数据传送口直至ＲＩ值实践函数的一种常见电压波形进行精准的复现。一般情况，示波器为１。在此过程中，Ｍ５ｌ会间断的传送８个数据指令，因此该工作要进的适用范围并不固定，可以根据其使用范围的差异对其进行类型的行８次循环才能进行下一步工作。需要注意的是，在每次循环重新开分化。就其概念而言，示波器的数字形式和模拟形式应该属于同类，始的时候，之前的数据必须存进储存器中，显存设备残留的数据需均可以完成相应的测量面对电压波形进行显示［１１。但是，模拟类型的要清零才可以进行下一轮的循环工作。接受了绘图指令的程序需要示波器一般利用比较传统的电路技术，能够将需要显示的波形显示在循环彻底终结后才可以选择退出，否则该循环过程就会中途中在极阴射线管上，而数字示波器则将原有的信号转换为了数字的形断，影响整个示波器的运转。（２）Ｍ５ｌ程序。相比之下，作为操作指令式进行存储。数字示波器在工作的过程当中，利用前置放大器输出的发布者，Ｍ５１的工作过程就要简单得多，只需要将数据输送端口传相应的信号，从而进行跟踪存储并进行电路取样，后利用Ａ／Ｄ转换递过来的数据在系统允许的情况下对８９Ｃ５２发布指令，然后等待整器将其数字化，变为数字形式。个程序的最终停止并将最后的结果上报给系统终端即可。不过，在

基于51单片机简易存储示波器的设计课件

转换所需的时间的倒数。积分型A/D的转换时间是毫秒级属低速A/D,逐次比较型A/D是微秒级属中速A/D, 全并行/串并行型A/D可达到纳秒级。
A/D模块-转换器的主要技术指标4
(4) 实时采样
实时采样是在信号存在期间对其采样采样率必须满足采样定理。对于正弦信号而言，每个周期内应该超过二个采样点才能给出足够的信号细节，同时也要考虑实际因素的影响，按照所采用的信号的恢复方式选取相应的采样点数。实时采样中，A/D 转换器必须以高于最高采样率才能正确地工作，因此 A/D 转换器的转换速率决定最高采样率。
A/D模块-转换器的主要技术指标5
处理过的模拟信号需要经过 A/D 转换器进行量化编码。通常为了防止转换期间信号电压发生变化，在进行 A/D 转换之前要加上采样保持电路。对于A/ D转换器参数的选取叶需要考虑多方面的因素，A/D 转换器的采样频率取决于待测信号的频率范围，或者简易示波器对扫描速度的要求。而 A/D 转换器的编码位数与垂直分辨率相关。根据两个条件选择合适的A/D转换器芯片。
•方案二：单片机方式。
方案一：FPGA/CPLD或带有IP核的FPGA/CPLD方式
即用FPGA/CPLD完成采集，存储，显示及A/D，D/ A等功能，由IP核实现人机交互及信号测量分析等功能。其优点在于系统结构紧凑，可以实现复杂测量与控制，操作方便；缺点是此方案由纯硬件实现，设计复杂，系统庞大，调试过程繁琐。
•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)
80C51的内部结构-微处理器
80C51单片机的微处理器是一个8位的高性能中央处理器（CPU）．它主要由运算器和控制器两部分构成。它的作用是读入并分析每条指令，根据各指令的功能控制单片机的各功能部件执行指定的运算或操作。

一款基于51单片机的简易示波器设计

一款基于51单片机的简易示波器设计
随着电子通信以及教学事业的发展，示波器的应用越来越广泛，它在教学中所起到的作用越来越重要，示波器可以测量信号的幅度，频率以及波形等等，但是高精度的示波器非常昂贵，对于非盈利事业的教学组织来说无疑不合适，所以提出了一种以单片机为控制核心的简易示波器设计方案。

它由前向控制部分，数据采集和存储部分，51 单片机控制部分以及按键和MS12864R 显示部分
组成。

1 简易数字示波器的工作原理以及总体框架
本设计硬件电路部分由单片机控制系统电路，前向输入调理电路，模数转换
和存储电路，以及按键显示电路组成。

其工作的基本思路就是以单片机为控制核心，让AD 芯片完成数据的离散化，采集数据经过缓冲暂存于存储器里面，
当波形显示时，单片机从存储器的读使能端读取采集数据存于数组中，然后进行相应的数据处理并把所存取得数据按一定的顺序打在液晶显示器相应的位置上，从而再现波形信号;其中输入调理电路由阻抗变换电路，信号抬升电路以及频率测量电路构成，阻抗变换电路是为了提高输入阻抗，信号抬升是为了使信号的幅度满足AD 芯片的输入幅度要求，频率测量电路主要是测量周期性信号
的频率。

总体设计框图如图1 所示。

2 硬件设计
2.1 前端信号的处理
本模块具有两大功能，一是输入信号位置的变换;二是信号波形的变换。

信号位置的变换主要由阻抗变换电路，信号抬升电路构成，阻抗变换采用
ua741 构建的阻随放大电路，信号抬升电路采用ua741 构成的加法电路，信号
位置的处理主要是对被测输入信号在幅度与偏移方面进行线性处理，使信号在。

基于单片机的数字存储式示波器设计与实现

基于单片机的数字存储式示波器设计与实现引言示波器是电子工程师在电路设计和故障排除过程中必不可少的工具之一。

传统的示波器通常是使用模拟技术实现的，但随着数字技术的发展，数字存储式示波器逐渐取代了模拟示波器的地位。

本文将介绍一种基于单片机的数字存储式示波器的设计与实现方法。

设计方案硬件设计基于单片机的数字存储式示波器的硬件设计包括信号采集模块、数字化模块和存储模块。

信号采集模块信号采集模块用于将待测信号转化为电压信号，并进行放大和滤波处理。

常用的信号采集电路包括电阻分压、电容耦合和电流放大器等。

在设计中，我们需要根据待测信号的频率范围和幅值范围选择合适的信号采集电路。

数字化模块数字化模块将采集到的模拟信号转化为数字信号，通常使用模数转换器（ADC）实现。

ADC可以将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，其分辨率决定了示波器的精度。

我们可以根据需要选择适当的ADC芯片，常见的有12位和16位的ADC。

存储模块存储模块用于存储数字化后的信号数据，以供后续处理和显示。

常见的存储介质有RAM和Flash，我们可以根据需要选择合适容量的存储芯片。

此外，还需要设计合适的存储控制电路，以实现对存储数据的读写操作。

软件设计基于单片机的数字存储式示波器的软件设计主要包括信号采集、数据存储和显示。

信号采集在信号采集阶段，首先需要对采样率进行设置。

采样率决定了示波器能够精确地表示待测信号的频率。

我们可以通过设置ADC的采样速率来实现对采样率的控制。

然后，需要给ADC提供时钟信号，并设置采样模式。

常见的采样模式有单次采样和连续采样两种。

在单次采样模式下，示波器只进行一次采样并存储数据；而在连续采样模式下，示波器会不间断地进行采样，直到停止命令被发送。

数据存储在数据存储阶段，需要将采样到的数据存储到存储芯片中。

存储数据的方式有多种，可以选择将数据逐个存储到存储芯片的不同地址上，也可以选择使用循环缓冲区方式。

显示在显示阶段，可以选择使用LCD显示屏或者串口传输方式将存储的数据显示出来。

基于PC和单片机的数字示波器设计

第一章文献综述1.1测量仪器的发展现状随着微电子学和计算机技术的发展，测控仪器行业也同样经历着一场翻天覆地的变革。

现代测试系统越来越复杂，需要测试的数据量也越来越大，对测试的速度、精度、实时性、数据可信度、完整性以及测试系统的可靠性、智能化、开放性等要求也越来越高。

一方面，传统的测控仪器越来越满足不了测控技术的发展需求，其主要表现在:现代测控技术要求仪器不仅仅能单独测量数据，更希望仪器之间能够互相通信，实现信息共享，从而完成对被测系统的综合分析、评估、得出准确判断。

传统仪器缺乏相应的计算机接口，因而配合数据采集与数据处理就十分困难;在传统测量控制方式中，对每一个测量控制点必须配备一套相应的组合仪表，即采用组合仪表实物，每个单兀自成一体，连接线路复杂，故障较多。

对十复杂的被测系统，为了正确使用各个厂家的不同测试设备，用户需要的知识很多，仪器使用频率和利用率低，而且硬件存在冗余。

采用智能测量方式，虽然它所采用的智能化仪表是应用集成电路设计的，能减小体积及接线，并能降低故障率，但仍不能完全摆脱一对一的控制方式。

另一方面，计算机技术的进步为新型测控仪器的产生提供了技术基础，主要表现在:微处理器(MCU)和数字信号处理(DSP)技术大大改变了传统电子行业的设计思想和观念，原来许多由硬件完成的功能可以依靠软件来实现;面向对象技术和可视化程序设计语言为开发使用更方便、功能更强的应用软件提供了方便。

网络技术的发展为数据的存储和远距离传输提供了条件，使得远程采集信息和移动操作成为现实。

鉴十以上两个方面的原因，基十计算机的测试仪器逐渐成为现实。

随着电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高度发展及其在仪器技术和测量技术上的应用，仪表结构己经冲破传统仪器的概念，在功能和作用上已经发生了质的变化，产生了许多新的测试仪器、测试理论、测试方法、测试领域。

在这种背景下，“虚拟仪器”就应运Ifu生了。

虚拟仪器的核心思想是利用计算机的强大资源使本来需要硬件实现的技术软件化，以便最大程度地降低系统的成本，增强系统的灵活性。

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。

基于单片机的简易数字存储示波器设计

基于单片机的简易数字存储示波器设计目录1. 内容概览 (2)1.1 设计背景 (2)1.2 设计目的 (3)1.3 设计内容 (4)2. 系统硬件设计 (4)2.1 单片机选择与配置 (6)2.2 存储示波器模块设计 (6)2.2.1 存储器模块选型 (7)2.2.2 存储器模块连接方式 (8)2.2.3 存储器模块驱动程序设计 (9)2.3 示波器模块设计 (11)2.3.1 示波器模块选型 (12)2.3.2 示波器模块连接方式 (14)2.3.3 示波器模块驱动程序设计 (15)2.4 电源模块设计 (16)2.5 外围电路设计 (18)3. 系统软件设计 (19)3.1 系统总体架构设计 (20)3.2 存储器模块驱动程序设计 (21)3.3 示波器模块驱动程序设计 (22)3.4 系统主循环设计 (23)3.5 其他功能模块设计(如触发、缩放等) (24)4. 系统调试与测试 (26)4.1 硬件调试 (27)4.2 软件调试 (28)4.3 系统性能测试与分析 (30)5. 结论与展望 (31)5.1 项目总结 (32)5.2 不足与改进方向 (33)5.3 进一步研究方向 (34)1. 内容概览本文档旨在详细描述一款基于单片机的简易数字存储示波器的设计方案。

数字存储示波器是一种能够捕获、存储并回放电信号波形的仪器，常用于电路设计与测试，计算机接口测试以及电信号分析等领域。

通过本文档的描述，读者将获得关于如何设计一款基于单片机的简易数字存储示波器的全面技术指导。

1.1 设计背景电子测量的普及化需求:当前社会对电子测量设备的需求不断上升，尤其在学术教学和实践应用场合中。

简易数字存储示波器的出现能够进一步推广电子测量技术的应用，为广大的研究人员、学生和实践工程师提供一个操作简便、成本低廉的测量工具。

单片机技术的成熟发展:单片机技术的不断进步为设计高性能的简易数字存储示波器提供了可能。

单片机具备处理能力强、功耗低、集成度高以及易于开发等特点，使其成为实现数字存储示波器设计的理想选择。

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2.学习数字示波器原理与系统组成。

（二）实训目的1.理解数字示波器内部组成结构和工作原理。

2.学习数字示波器的组装、调试、维修以及升级方法。

3.锻炼学生动手与实践能力。

采用彩色TFT LCD屏幕，使示波器灵敏度、可视度得到很大的提高，并留有USB端口可供二次升级开发。

总体来说DSO138示波器具有体积小、重量轻，便于携带，操作方便，能自动测量波形的频率、周期、峰峰值、有效值、最大值、最小值等特点。

1.2.功能简介：3个拨动开关：CPL、SEN1、SEN2。

其中CPL开关有GND、AC、DC三种耦合方式选择，当置于GND位置时示波器输入接地，当置于AC位置时示波器输入为交流信号直流信号不能通过，当置于DC位置时示波器输入交流和直流信号；SEN1和SEN2为灵敏度选择开关，其中SEN1可选择灵敏度为1V、0.1V、10mV，SEN2是对应SEN1开关的灵敏度选择，分别有×5、×2、×1三个档位的选择。

5个轻触开关：RESET、SEL、“-”、“+”、“OK”。

其中RESET为复位开关，可对示波器进行重启复位操作；SEL为菜单选择开关，可以对时基、触发模式、触发边沿、触发电平指示、水平位置调节、垂直位置调节、示波器工作模式等参数的选择；“-”、“+”开关是对SEL选择菜单后进行参数的调节；“OK”开关可对波形进行冻结与解冻，当长按此键时可出现第二功能键。

轻触开关的使用：当选择时基菜单时，按“-”、“+”键可对时基进行大小的改变，长按“OK”键屏幕上即可显示对波形频率、峰峰值、有效值等参数的自动测量；当选择触发模式菜单时，按“-”、“+”键对自动（Auto）模式、常规（Normal）模式、单次（Single）模式等三种模式的选择；当选择触发边沿菜单时，按“-”、“+”键可进行上升沿、下降沿两种触发边沿的选择；当选择触发电平指示菜单时，按“-”、“+”键可对波形的任一位置进行电平大小的测量；当选择水平调节菜单时，按“-”、“+”键可对波形进行左右移动；当选择示波器工作模式菜单时，按“-”、“+”键可对工作模式进行选择；当选择垂直位置调节菜单时，按“-”、“+”键可对波形进行左右调节。

2个微调电容：C4、C6。

调节微调电容C4可对0.1V档输出的波形进行补偿；调节微调电容C6可对1V档输出的波形进行补偿。

2．本机参数介绍最高实时取样率：1Msps精度：12Bit取样缓冲器深度：1024字节模拟频带宽度：0–200KHz垂直灵敏度：10mV/Div–5V/Div(按1-2-5方式递进)垂直位移可调，并带有指示输入阻抗：1MΩ最高输入电压：50Vpp（1:1探头），400Vpp（10:1探头）耦合方式包括DC/AC/GND水平时基范围：10μs/Div–50s/Div(按1-2-5方式递进)具有自动、常规和单次触发方式，方便捕捉瞬间波形可用上升或下降边沿触发触发电平位置可调，并带有指示可观测触发之前的波形(负延迟)可随时冻结波形显示(HOLD功能)自带1KHz/3.3V方波测试信号源可实时显示采集波形的频率、周期、脉宽、占空比、最大值、最小值、平均值、峰峰值、有效值等。

3.基本原理3.1.硬件总体框图3.2.耦合方式选择电路图（1）如上图利用电容对直流信号的隔离作用，组成了耦合方式选择电路，SW1为单刀三掷开关，显然当开关拨到‘1’位置时交流直流信号都可以通过，拨到‘3’只能通过交流信号，拨到‘4’时输入就直接接地了，此时输入为0。

耦合方式选择灵敏度选择信号调理电路A/D 转换中心控制器档位控制电路按键控制电路LCD 显示电源供电电路3.3灵敏度选择电路①图（2）上图为灵敏度选择电路，利用电阻的分压原理对电压进行衰减，衰减的越大相应的量程就越大。

经分析可知‘3’端输出相对于‘1’端衰减了10倍，‘4’输出相对于‘1’端衰减的100倍。

假设输入为10V的信号，则理论上‘1’端的输出为10V，‘3’端的输出为1V，‘4’端的输出为0.1V。

而图中的电容则是为了减小对高频信号的阻抗，相当于微分，信号上升速度加快，提高相应速度。

微调点解电容C4、C6则是利用不同容量电容充电放电能力的不同对信号就行不同程度的补偿。

对此电路的仿真结果如下：输入（正弦信号）输出（V）幅度频率(Hz)1档3档4档10V1k9.9980.1000.098 10k9.9970.9900.098 100k10.0000.9150.07515V1k14.997 1.4990.148 10k14.996 1.4850.147 100k14.999 1.3730.11120V1k19.996 1.9980.198 10k19.995 1.9800.196 100k19.999 1.8300.1493.4.电压跟随器：图（3）上图为电压跟随器原理图，由运算放大器的原理可知‘0’处信号等于‘1’信号等于‘2’处信号，即输入信号等于输出信号。

因为运放的输入阻抗趋近于无穷大输出阻抗趋近于零，所以电压跟随器有着隔离输入输出两端噪声信号的作用，且能大大的减小负载的变化对输出信号的影响。

3.5.灵敏度选择电路②图（4）上图为纯电阻分压网络，对灵敏度选择电路①输出的电压进一步的衰减。

由图可见，‘1’处的输出电压等于输入电压，‘3’处的输出电压为出入的1/2,‘4’处的输出电压等于输入电压的1/5，由此对应于SW2的每个档位形成了×1、×2、×5三个档位。

3.6.信号调理电路：图（5）上图为信号进入模数转换器ADC前的信号调理电路，由同相放大器和电压比较器组成，当输入信号的幅度小时，此电路可对信号进行放大，使之成为适合ADC输入的信号；当信号过大时，因为有R10和AV-的作用，使之衰减，成为适合ADC输入的信号。

其中C8对信号具有保持的作用。

3.7.触发电路：图（6）触发电路的作用就是保证每次时基扫描或采集的时候，都从输入信号上与定义的相同的触发条件开始，这样每一次扫描或采集的波形就同步，可以每次捕获的波形相重叠，从而显示稳定的波形，或保证单次信号的捕获。

即：1、是使重复信号稳定显示2、次信号进行捕获3、复信号中的异常波形和单次事件中的特殊波形进行隔离捕获此示波器的触发方式有一下4种：1、自动模式：在自动模式下，不管是否有触发发生示波器都会不符按更新显示波形，如果有触发则触发点为参考点显示波形，否则随机显示波形。

因此使用时有触发时波形时稳定的，没有触发时波形时滚动的。

2、常规模式：在常规模式下，示波器只有当有触发时才作波形的更新显示，如果没有触发，波形不动。

3、与常规模式类似，不同的是单次模式下波形显示后自动进入冻结状态，需手动退出才会进行下一次波形的采集。

3.8.档位控制电路：图（7）此电路的开关分别与SW1、SW2、SW3形成联动开关，输出端分别连接到单片机的CPLSEL、VSENSEL1、VSENSEL1三个端口，当开关置于‘1’档时，输出为5V，当考官置于‘3’档时，输出约为1.24V，当开关置于‘4’档时，输出为0。

所以单片机根据不同端口的不同输入即可有不同的处理结果，进而在LCD上有不同的显示。

3.9.去耦合电路：图（8）当直流低电压在经过长距离传输后，中间会夹杂着各种噪声信号使其直流电压不稳点，所以需要如上图电路利用电容对直流电压有阻碍左右，对高频信号无阻碍作用对直流电压进行去耦合，是直流电压更稳定。

3.10.电源供电电路：输出为5V和3.3V的供电电路图（9）LM78L05是三端稳压集成电路，其输入为为5V—18V，输出为4.8V—5.2V 典型值为5V，所以在电路中AV+处的输出电压约为5V；LM11173.3为输入为5V 输出为3.3V的三端稳压集成电路，所以在TP23处的输出约为3.3V。

图中电解电容C19、C21、C22都起着对输出电压进行补偿，稳定输出电压的的作用，L3、C20则可以对输出的电压进行滤波，出去其中的交流信号，D2则可以防止电流回流保护电路。

输出为-5V的供电电路：图（10）图中7905稳压集成芯片的输入电压范围是-8V到-35V，输出为-4.8V—-5.2V 典型值为-5V。

所以经过79L05后输出电压约为-5V。

3.11.单片机接口电路：图（11）4.元器件功能与检测4.1.STM32F103Cx单片机STM32F103Cx基于高性能32位RISC的ARMCortex-M3核，工作频率为72MHz。

片上集成了高速存储器，通过APB总线连接了丰富、A/D和D/A转换器增强的外设和I／O。

所有的设备都提供标准的通信接口。

片上集成32-512KB的Flash存储器。

6-64KB的SRAM存储器。

12通道DMA控制器。

支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和USART。

2个12位的us级的A/D转换器，2通道12位D/A转换器，最多高达112个的快速I/O端口，最多多达11个定时器，最多多达13个通信接口。

4.2.TL084运算放大器TL084为供电电压±18V，输入电压±15V，差分输入电压±30V，具有宽共模微分电路，低输偏置电流和置电流，输出路保护，具有型（J-FET）高输阻抗，内部频率补偿，锁存自由作，高压16V/μs（典值）等特点。