简易数字示波器的设计

目录

第1章设计内容与要求 ...................................... 错误!未定义书签。

1.1 设计内容............................................ 错误!未定义书签。

1.2 设计要求............................................ 错误!未定义书签。

1.3 系统功能............................................ 错误!未定义书签。

1.4 应用分析............................................ 错误!未定义书签。第2章系统总体设计 ........................................ 错误!未定义书签。

2.1 总体框图............................................ 错误!未定义书签。

2.2 总体设计分析........................................ 错误!未定义书签。第3章硬件结构............................................ 错误!未定义书签。

3.1 5V电源电路.......................................... 错误!未定义书签。

3.2 系统电源电路........................................ 错误!未定义书签。

3.3 复位电路............................................ 错误!未定义书签。

3.4 JTAG接口电路........................................ 错误!未定义书签。

3.5 系统存储器电路...................................... 错误!未定义书签。

3.6 TFT液晶接口电路 (12)

3.7 串口接口电路 (13)

3.8 ADC电路 (14)

3.9 按键控制电路........................................ 错误!未定义书签。

3.10 主芯片电路 (14)

第4章软件分析 (14)

4.1 软件框图分析 (14)

4.2 任务的划分 (15)

4.3 任务的优先级设计 (15)

4.4 液晶初始化设计 (16)

4.5 定时器设计 (16)

4.6 AD转换设计 (16)

4.7 数据处理 (17)

4.8 触发设计 (17)

4.9 周期设计 (17)

4.10 求最值设计 (18)

4.11 主函数与调用的TASK设计 (18)

拓展部分 (19)

参考文献................................................... 错误!未定义书签。

第一章设计内容与要求

1. 1 设计内容：

在LPC2210 开发板的基础上设计一简易数字示波器。

1. 2 设计要求：

➢数字示波器的硬件系统的电路原理图设计

➢数字示波器的图形界面设计

➢数字示波器的信号触发、矢量显示、轨迹消隐实现

➢被测信号的周期、最大/最小值实现

1. 3 系统功能：

以LPC2210开发板的液晶屏模拟数字示波器的显示屏，实现被测波形的显示。

1. 4 应用分析：

本设计对基于ARM（Advanced RISC Machine）的简易示波器的设计过程进行了介绍。主要对系统的硬件设计部分和软件设计部分进行了分析。硬件设计部分首先给出了系统框图，然后对各个组成模块进行了介绍。并给出了各模块所使用的主要元器件。包括电源部分、放大部分、控制部分、键盘功能及芯片的采集和显示部分。软件设计部分编写了使能部分、AD转换、显示部分、数值计算部分。

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第二章系统的总体设计

2. 1 总体框图

2-1系统框图

2. 2 总体设计分析

本设计如果选择的是DSP，设计中用到芯片就会增多，而且因为DSP造价高于ARM并且小信号的采集如果应用DSP放大芯片有很多限制，不易选取。而应用ARM则减少了这方面的问题。在嵌入式处理器设计领域，RISC[1]已经成为处理器结构设计的必然选择。嵌入式微处理器嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。并且该系统是以提高对象体系智能性、控制力和人机交互能力为目的，通过相互作用和内在指标评定的，嵌入到对象体系中的专用计算机系统。而嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心部件，是决定嵌入式系统功能强弱的主要因素，也决定了嵌入式系统的应用范围和开发复杂度。

本设计需要解决的问题包括硬件部分和软件部分。

硬件部分的设计主要是芯片选择，控件的选择，放大倍数的控制，衰减倍数的选择。

软件部分的设计主要是驱动程序的编译，主函数主要功能的实现，按键控制的选择。

第三章硬件结构

3. 1 5V电源电路

LPC2200系列ARM7微控制器均要使用两组电（LPC213x,LPC214x除外），I/O口供电电源为3.3V，内核及芯片外设供电电源为1.8V，所以系统设计为3.3V应用系统。首先有CZ1电源接口输入9V直流电源，二极管D1防止电源反接，经过C42,C44滤波，然后通过LM2575将电源稳压の5V，再使用LDO芯片（低压差芯片）稳压输出3.3V及1.8V电压。如图所示（1-1），所设计的5V电源电路的稳压芯片使用的是LM2575开关电源芯片。

图3-1 （5V电源电路）

3. 2 系统电源电路

系统电源电路如图1-2所示，LDO芯片分别采用SPX1117M3-1.8和SPX1117M3-3.3，其特点为输出电流大，输出电压精度高，稳定性好。犹豫LPC2200系列ARM7微控制器具有独立的模拟电源和模拟地引脚，为了降低噪声和出错几率，模拟电源与数字电源应该隔离。这里使用10uH的电感L2~L4实现电源隔离（将高频噪声隔离），并且在设计PCB板时采用大面积敷地，以降低噪声。