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(论文15000字)
摘要：示波器有着广泛的用途，它共分为两类：模拟示波器和数字示波器，模拟示波器直接将被测信号的波形以连续的方式显示出来，而数字滤波器则是对信号进行抽样和量化，再从存储器中读取信号的离散值，通过算法将量化后的被测信号以连续的形式显示在屏幕上。而今市场上的示波器已经能够实现很全面的功能，但是价格普遍偏高，亟需一种价格低廉且较为实用的示波器，论文即是对于这一点所进行的一些研究，设计出了基于基于stc8a8k的数字示波器，采样率675k可以调节，测量电压范围0-5v，测量频率范围25hz到120khz,带宽120k，可以打开/关闭网格，可以打开及关闭背光，可以冻结波形，数字电位器可以调节参数如缩放波形，触发边沿等。
关键词：数字示波器；单片机；电压；频率

Design of Oscilloscope based on single Chip Microcomputer
Abstract:Oscilloscope is a widely used. It is divided into two categories: analog oscilloscope and digital oscilloscope. The analog oscilloscope directly displays the waveform of the signal under test in a continuous manner, while the digital filter is the signal. Sampling and quantification are performed, the binary signal is stored, and the discrete values of the signal are read from the memory, and the discrete signals to be measured are displayed on the screen in a continuous form by an algorithm.Nowadays, the oscilloscope on the market has been able to achieve a very comprehensive function, but the price is generally high, and there is a need for an inexpensive and practical oscilloscope. This paper is a part of the research on this point, and the design is based on Stc8a8k digital oscilloscope, sampling rate 675k can be adjusted, measuring voltage range 0-5v, measuring frequency range 25hz to 120khz, bandwidth 120k, can open / close the grid, can turn the backlight on and off, can freeze the waveform, digital potential The device can adjust parameters such as scaling waveforms, triggering edges, and more.
Key words: digital oscilloscope ; singlechip ; voltage ; frequency

1.2设计的任务和要求
1.2.1设计的主要任务
设计的目的是要设计出一个基于单片机的数字存储示波器，主要包括两个部分，一是硬件设计部分，二是软件设计部分，硬件设计需要利用单片机内部自带的A/D转化将被测模拟信号转换成数字信号，将转换后的数据暂存在单片机中，在需要显示的时候调出存储器中的数据进行处理并显示在LCD屏上，显示出信号的波形，幅度，频率等信息，便于人们更详细了解信号并对信号进行处理，软件设计则是要针对硬件设计的功能编写相应的程序并下载到单片机中使单片机对这个设计进行控制。这就要我们设计硬件电路，画出原理图，编写对应的软件并对其进行实际测试。
1.2.2设计的基本要求
设计的基本要求是要用单片机做为控制中心，LCD12864作为显示器，完成对信号波形以及其他信息的测量显示，最终设计的示波器要能够实现对于模拟输入信号的测量，其主要的设计指标如下：
(1).电压范围：0-5V；
(2).测量频率范围：25Hz-120KHz；
(3).耦合方式：直流耦合；
(4).采样率：675KHz；
(5).带宽:0-120KHz；
(6).频率误差：1%。
在设计中除了要实现上述的数值指标外，还需要实现波形冻结，背光控制，网格显示以及旋转编码器所控制的触发电平设置以及波形的缩放，触发模式的选择等功能。
 

目录
第1章.绪论    1
1.1选题的背景和研究现状    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 数字存储示波器原理介绍    3
2.1一般数字存储示波器的组成    3
2.2数字存储示波器的优势    4
2.3 数字示波器性能指标    5
2.3.1最高取样速率    5
2.3.2存储带宽    6
2.3.3分辨率    6
2.3.4存储容量    6
第3章 系统硬件电路的设计    6
3.1 STC8A8K64S4A12单片机    6
3.2 LCD12864基本信息    7
3.3 旋转编码器及电位器    7
3.4硬件系统设计    7
第4章 系统软件设计    8
4.1单片机软件开发系统    8
4.2主程序设计及流程图    8
4.2.1 数字存储示波器系统流程图    8
4.2.2 示波器的幅值的获取    9
4.2.3 示波器频率的测量    11
4.2.4 按键设置    12
4.2.5 显示设置    12
4.2.6  A/D中断设置    12
第5章 实验分析    13
5.1实验平台及测量数据    13
5.2结果图对比分析    17
第6章 结论和改进方案    22
6.1结论    22
6.2改进方案    22
参考文献:    24
致  谢    25