基于单片机微控制器的简易数字示波器设计.pdf

82 }TEcHN。L。GY技术应用 基于单片机微控制器的简易数字示波器设计 刘 伟 丁 雷 许 婷 卢传涛 杨世江 汤东东 (吉首大学 湖南吉首 416000) 摘要：本文提 出了一种简易数字示波器的设计方案，~2,STC89C52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具有测量频率高， 成本低，可靠性高等优点，故具有很高的实用价值。 关键词：STC89C52；ADC0809；数字示波器 2．1 控制器模块 控制器模块选用STC公司 0 引言 的STC89C52单片机 ，STC89C52单片机是高性能 与传统模拟示波器相比，数字存储示波器不仅具 CMOS8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的 有可存储波形、体积小、功耗低 ，使用方便等优点， Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存 而且还具有强大的信号实时处理分析功能…。 目前市 储器 ，具有32个可编程的f／O口线，具有3个16位定时 场上的数字示波器 已经实现与计算机互联、共享数 器。丰富的I／O资源以及高速的运算速度使得该单片机 据，功能强大，但也有诸多不足，如价格昂贵、体积 能够满足本系统的要求。 重量偏大、携带不方便等，而齐全的功能在很多的场 2．2 A／D信号采集模块 A／D转换器选用 合并不一定能够得到充分的应用，特别是面向学生 ， ADC0809，ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式 D转 电子DIY等群体，因此研究和开发出一种便携式，价格 换器 ，可处理8路模拟量的输入，且有三态输出能力， 便宜，适应范围广的数字示波器具有重要价值。借于 即可与各种微处理器相连 ，也可单独工作。输入与输 此，本设计提出了一种性价比高的简易数字示波器设 出与TTL兼容 ，转换时间约为100us． 计方案，经测试，该系统性能优 良。 2．3 液 晶显示模块 液 晶显示模块选 用 YB12864ZB，该液晶提供8位，4位并行接 口及串行接 1系统总体方案设计 口可选，具有64 16位字符显示RAM，2M位中文字型 系统原理框图如图1所示 ，它的工作原理是 ：对 ROM，16K位半宽字型ROM，具有文字与图形混合显 于输入 的信号，首先由信号调理 电路将信号进行整 示功能，考虑到显示波形时的要求高速显示，使用8位 形，滤波处理 ，然后将处理后的信号送入到A／D转换器 并行接口模式。液晶具有12864的分辨率，对于波形 的模拟输入端 ，由A／D转换器对输入的模拟信号进行 的显示来说可以满足要求。 数字化处理 ，数字化处理后的数据存储在AT89C52的 2．4 存储部分 存储部分选用ATMEL公司 RAM中，一帧数据采集完成后 ，经过一定的数字信号 AT24CXX系列 的AT24C02，AT24C02是美国Atmel公 处理算法 ，计算出波形的相关参数 ，并对波形进行重 司的低功耗CMOS型E2PROM ，内含256*8位存储空 建送入到LCD液晶显示器中显示。 间，具有工作电压宽、擦写次数多、写入速度快、抗 干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点。而且他 2硬件电路