简易数字示波器设计
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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3-2（系统电路）
3. 3复位电路
由于ARM芯片的告诉、低功耗和的工作电压导致其噪声容限低，对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定性和电源监控可靠性等诸多方面也提出了更高的要求。如图1-3所示。
图3-3（系统复位电路）
3. 4 JTAG接口电路
采用RAM公司提出的标准20脚JTAG仿真调试接口，JTAG信号的定义以及与LPC2210的连接如图1-4所示。图中，JTAG接口上的信号nTRST连接到LPC2210芯片的T\R\S\T\引脚，以达到控制LPC2210内部JTAG接口电路复位的目的（但不控制CPU复位）。
GUI_PrtStr( 48, 280, "Invert", 0xfee4, 0x0274);// "Invert"和" Off "显示
GUI_PrtStr( 28, 283, " Off ", 0x0000, 0xffff);
电信专业综合实践
设计题目：在LPC2210开发板的基础上
----------简易数字示波器设计
学校：
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
2011．1．1
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。
4. 4液晶显示初始化设计
GUI_PrtPic(0, 0, 239, 319, gImage_root01);//示波器面板（背景）图显示
GUI_Line(224, 268, 224, 315, 0xffff);//Running至Off间6根短白线
GUI_Line(184, 268, 184, 315, 0xffff);
OSTaskCreate (Task2,(void *)0, &Task2Stk[128 - 1], 4);//创建Task2任务，优先级为4
OSTaskCreate (Task3,(void *)0, &Task3Stk[128 - 1], 5); //创建Task3任务，优先级为5
OSTaskCreate (Task4,(void *)0, &Task4Stk[128 - 1], 6);//创建Task4任务，优先级为6
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。
GUI_PrtStr(208, 270, "Coupling", 0xfee4, 0x0274); // "Coupling"和" DC "显示
GUI_PrtStr(188, 280, " DC ", 0x0000, 0xffff);
GUI_PrtStr(168, 273, "Volt/Div", 0xfee4, 0x0274);// "Volt/Div"和" 0.42V "显示
图3-10（主芯片电路）
第四章软件分析
4. 1软件框图分析
4. 2任务的划分
对一个嵌入式应用系统进行“任务划分”，是实时操作系统应用软件设计的关键，任务划分是否合理将直接影响软件设计的质量。任务划分原则如下:
以CPU为中心，将与各种输入/输出设备（或端口）相关的功能分别划分为独立的任务。
发现“关键”功能，将其最“关键”部分“剥离”出来，用一个独立任务（或ISR）完成，剩余部分用另一个任务实现，两者之间通过通信机制沟通。
。
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。
GUI_PrtStr(148, 275, " 0.42V ", 0x0000, 0xffff);
GUI_PrtStr(128, 270, "Time/Div", 0xfee4, 0x0274);// "Time/Div"和" 60uS "显示
GUI_PrtStr(108, 275, " 60uS ", 0x0000, 0xffff);
图3-4（JTAG接口电路）
3. 5系统存储器电路
SartARM2200j教学实验开发平台上扩展了2MB NOR FLASH（型号为SST39VF160）和8MB PSRAM（芯片型号为MT45W4MW16），电路如图1-5。为了方便程序调试及最终代码的固化应用，使用LPC2210外部存储接口的BANK0和BANK1地址空间，并且可以通过JP10跳线将片选信号CS0和CS1分别分配给SRAM或FLASH。在使用JTAG调试程序时，分配SPRAM为BANK0地址，因为BANK0可以进行异常向量表的重新映射操作。当最终代码固化到FLASH时，分配FLASH为BANK0地址，SRAM为BANK1地址。这是因为BANK0可以用来引导程序运行。若使用BANK0引导程序运行，将JP9短接到OUTSIDE端，使系统复位时BOOT1和BOOT0引脚的电平为0b01（即二进制值01）.
图3-6（TFT6758液晶模块应用电路）
3. 7串口接口电路
由于系统电源是3.3V，所以应使用SP3232E进行RS232电平转换，SP3232E是3V工作电源的RS232转换芯片。如图1-7所示
图3-7（串口接口电路）
3. 8 ADC电路
PC2114/2124/2119/2129/2194具有4路10位ADC转换器，LPC2210/2212/2214/2290/2292/2294具有8路10位ADC转换器，其参考电压为3.3V（由V3a引脚提供），参考电压的精度会影响ADC的转换结果。SmartARM2200教学实验开发平台提供了两路滞留电压测量电路如图1-8所示，可调电阻W1和W2用于调整ADC的输出电压，可以在VINI和VIN2测试点上用万用表检查当前电压值。R36和R37为I/O口保护电阻，当ADC输入电压调整到3.3V或0V时，而P0.27或P0.28作为GPIO输出0或1，此刻，这两个电阻保证电路不产生短路故障。
图3-8（ADC电路）
3. 9按键控制电路
按键：在SmartARM2200教学实验平台上使用P0.20扩展一个独立按键KEY1，当需要使用此按键时，应将JP2跳线短接。当断开JP2跳线时，P0.20可以通过J5连接器（GPIO输出接口）与用户板连接使用。
图3-9（按键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制电路）
3. 10主芯片电路
LPC2210是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU的微控制器，并带有0/128/256KB嵌入的高速片内Flash存储器，片内128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。由于LPC2210具有较小的64个144脚封装，极低的功耗，多个32位定时器，4路10位ADC或8路10位ADC（64脚和144脚封装）以及多达9个外部中断。
本次实验一共建立了五个任务，其优先级如下：
OSTaskCreate (Task0,(void *)0, &Task0Stk[128 - 1], 2);//创建Task0任务，优先级为2
OSTaskCreate (Task1,(void *)0, &Task1Stk[128 - 1], 3);//创建Task1任务，优先级为3
发现“紧迫”功能，将其最“紧迫”部分“剥离”出来，用一个独立的高优先级任务（或ISR）完成，剩余部分用另一个任务实现，两者之间通过通信机制沟通。
对于既“关键”又“紧迫”的功能，按“紧迫”功能处理。
将消耗机时较多的数据处理功能划分出来，封装为低优先级任务。
将关系密切的若干功能组合成为一个任务，达到功能聚合的效果。
图3-5（系统存储器电路）
3 . 6 TFT液晶接口电路
SmartARM2200教学实验开发平台标配有2.2英寸液晶屏-TF6758液晶模块，其电路原理如图1-6所示。TFT6758液晶模块的工作电压为3.3V，内带白光LED背光灯，可以直接使用8位、16位或18位总线方式与控制器连接（因为液晶模块内部包含了HD66781和HD66783液晶控制驱动器）。为了得到更搞的数据传输速率，设计电路时采用16位总线接口，按照HD66781芯片说明，需要IM3和IM0引脚0电平，16位数据分别为DB17~DB10和DB8~DB1引脚，为使用的DB0和DB9引脚应接地，电路连接如图1-6所示。因为不使用DMA传输功能，所以将DACK引脚接为高电平。
GUI_Line(144, 268, 144, 315, 0xffff);
GUI_Line(104, 268, 104, 315, 0xffff);
GUI_Line( 64, 268, 64, 315, 0xffff);
GUI_Line( 24, 268, 24, 315, 0xffff);
WaveTrackCnt = 0;
将由相同事件触发的若干功能组合成为一个任务，从而免除事件分发机制。
将运行周期相同的功能组合成为一个任务，从而免除时间事件分发机制。
将若干按固定顺序执行的功能组合成为一个任务，从而免除同步接力通信的麻烦。
4. 3任务的优先级设计
为不同任务安排不同的优先级，其最终目标是使系统的实时性指标能够得到满足。在实际的产品开发中，应该在项目开始时，仔细思考和推敲。如果任务优先级的设定有误，对以后的开发和调试会带来极大的困扰，会让工程师花很长时间来查错误，而且出现的错误不好排除。所以设计任务的优先级是很重要的。
GUI_PrtStr( 88, 274, "TrigVolt", 0xfee4, 0x0274);// TrigVolt显示
sprintf(UART0_StrBuff, " %1.2fV ", CH1TptVal*3.3/255);
GUI_PrtStr( 68, 276, UART0_StrBuff, 0x0000, 0xffff);
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3-2（系统电路）
3. 3复位电路
由于ARM芯片的告诉、低功耗和的工作电压导致其噪声容限低，对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定性和电源监控可靠性等诸多方面也提出了更高的要求。如图1-3所示。
图3-3（系统复位电路）
3. 4 JTAG接口电路
采用RAM公司提出的标准20脚JTAG仿真调试接口，JTAG信号的定义以及与LPC2210的连接如图1-4所示。图中，JTAG接口上的信号nTRST连接到LPC2210芯片的T\R\S\T\引脚，以达到控制LPC2210内部JTAG接口电路复位的目的（但不控制CPU复位）。
GUI_PrtStr( 48, 280, "Invert", 0xfee4, 0x0274);// "Invert"和" Off "显示
GUI_PrtStr( 28, 283, " Off ", 0x0000, 0xffff);
电信专业综合实践
设计题目：在LPC2210开发板的基础上
----------简易数字示波器设计
学校：
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
2011．1．1
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。
4. 4液晶显示初始化设计
GUI_PrtPic(0, 0, 239, 319, gImage_root01);//示波器面板（背景）图显示
GUI_Line(224, 268, 224, 315, 0xffff);//Running至Off间6根短白线
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OSTaskCreate (Task2,(void *)0, &Task2Stk[128 - 1], 4);//创建Task2任务，优先级为4
OSTaskCreate (Task3,(void *)0, &Task3Stk[128 - 1], 5); //创建Task3任务，优先级为5
OSTaskCreate (Task4,(void *)0, &Task4Stk[128 - 1], 6);//创建Task4任务，优先级为6
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。
GUI_PrtStr(208, 270, "Coupling", 0xfee4, 0x0274); // "Coupling"和" DC "显示
GUI_PrtStr(188, 280, " DC ", 0x0000, 0xffff);
GUI_PrtStr(168, 273, "Volt/Div", 0xfee4, 0x0274);// "Volt/Div"和" 0.42V "显示
图3-10（主芯片电路）
第四章软件分析
4. 1软件框图分析
4. 2任务的划分
对一个嵌入式应用系统进行“任务划分”，是实时操作系统应用软件设计的关键，任务划分是否合理将直接影响软件设计的质量。任务划分原则如下:
以CPU为中心，将与各种输入/输出设备（或端口）相关的功能分别划分为独立的任务。
发现“关键”功能，将其最“关键”部分“剥离”出来，用一个独立任务（或ISR）完成，剩余部分用另一个任务实现，两者之间通过通信机制沟通。
。
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。
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图3-4（JTAG接口电路）
3. 5系统存储器电路
SartARM2200j教学实验开发平台上扩展了2MB NOR FLASH（型号为SST39VF160）和8MB PSRAM（芯片型号为MT45W4MW16），电路如图1-5。为了方便程序调试及最终代码的固化应用，使用LPC2210外部存储接口的BANK0和BANK1地址空间，并且可以通过JP10跳线将片选信号CS0和CS1分别分配给SRAM或FLASH。在使用JTAG调试程序时，分配SPRAM为BANK0地址，因为BANK0可以进行异常向量表的重新映射操作。当最终代码固化到FLASH时，分配FLASH为BANK0地址，SRAM为BANK1地址。这是因为BANK0可以用来引导程序运行。若使用BANK0引导程序运行，将JP9短接到OUTSIDE端，使系统复位时BOOT1和BOOT0引脚的电平为0b01（即二进制值01）.
图3-6（TFT6758液晶模块应用电路）
3. 7串口接口电路
由于系统电源是3.3V，所以应使用SP3232E进行RS232电平转换，SP3232E是3V工作电源的RS232转换芯片。如图1-7所示
图3-7（串口接口电路）
3. 8 ADC电路
PC2114/2124/2119/2129/2194具有4路10位ADC转换器，LPC2210/2212/2214/2290/2292/2294具有8路10位ADC转换器，其参考电压为3.3V（由V3a引脚提供），参考电压的精度会影响ADC的转换结果。SmartARM2200教学实验开发平台提供了两路滞留电压测量电路如图1-8所示，可调电阻W1和W2用于调整ADC的输出电压，可以在VINI和VIN2测试点上用万用表检查当前电压值。R36和R37为I/O口保护电阻，当ADC输入电压调整到3.3V或0V时，而P0.27或P0.28作为GPIO输出0或1，此刻，这两个电阻保证电路不产生短路故障。
图3-8（ADC电路）
3. 9按键控制电路
按键：在SmartARM2200教学实验平台上使用P0.20扩展一个独立按键KEY1，当需要使用此按键时，应将JP2跳线短接。当断开JP2跳线时，P0.20可以通过J5连接器（GPIO输出接口）与用户板连接使用。
图3-9（按键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制电路）
3. 10主芯片电路
LPC2210是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU的微控制器，并带有0/128/256KB嵌入的高速片内Flash存储器，片内128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。由于LPC2210具有较小的64个144脚封装，极低的功耗，多个32位定时器，4路10位ADC或8路10位ADC（64脚和144脚封装）以及多达9个外部中断。
本次实验一共建立了五个任务，其优先级如下：
OSTaskCreate (Task0,(void *)0, &Task0Stk[128 - 1], 2);//创建Task0任务，优先级为2
OSTaskCreate (Task1,(void *)0, &Task1Stk[128 - 1], 3);//创建Task1任务，优先级为3
发现“紧迫”功能，将其最“紧迫”部分“剥离”出来，用一个独立的高优先级任务（或ISR）完成，剩余部分用另一个任务实现，两者之间通过通信机制沟通。
对于既“关键”又“紧迫”的功能，按“紧迫”功能处理。
将消耗机时较多的数据处理功能划分出来，封装为低优先级任务。
将关系密切的若干功能组合成为一个任务，达到功能聚合的效果。
图3-5（系统存储器电路）
3 . 6 TFT液晶接口电路
SmartARM2200教学实验开发平台标配有2.2英寸液晶屏-TF6758液晶模块，其电路原理如图1-6所示。TFT6758液晶模块的工作电压为3.3V，内带白光LED背光灯，可以直接使用8位、16位或18位总线方式与控制器连接（因为液晶模块内部包含了HD66781和HD66783液晶控制驱动器）。为了得到更搞的数据传输速率，设计电路时采用16位总线接口，按照HD66781芯片说明，需要IM3和IM0引脚0电平，16位数据分别为DB17~DB10和DB8~DB1引脚，为使用的DB0和DB9引脚应接地，电路连接如图1-6所示。因为不使用DMA传输功能，所以将DACK引脚接为高电平。
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WaveTrackCnt = 0;
将由相同事件触发的若干功能组合成为一个任务，从而免除事件分发机制。
将运行周期相同的功能组合成为一个任务，从而免除时间事件分发机制。
将若干按固定顺序执行的功能组合成为一个任务，从而免除同步接力通信的麻烦。
4. 3任务的优先级设计
为不同任务安排不同的优先级，其最终目标是使系统的实时性指标能够得到满足。在实际的产品开发中，应该在项目开始时，仔细思考和推敲。如果任务优先级的设定有误，对以后的开发和调试会带来极大的困扰，会让工程师花很长时间来查错误，而且出现的错误不好排除。所以设计任务的优先级是很重要的。
GUI_PrtStr( 88, 274, "TrigVolt", 0xfee4, 0x0274);// TrigVolt显示
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