自动化毕业论文基于双mcu的数字示波器

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1、武汉纺织大学基于双MCU的数字示波器班级：自动化0821学号:0814771030姓名：刘海34摘要数字示波器与传统的模拟示波器在工作方式上，区别很大，它是由高速A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，然后送给单片机、DSP、ARM等高速微型处理器，微处理器经过通过计算，重新在液晶屏绘出波形图，以便于我们进行观测。它一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。近年来，由于集成电子技术的迅速发展，A/D转换芯片的转换速度得到大幅度提高，高速A/D转换器的价格也日趋下降，这样使得数字

2、示波器在性价比上，也得到巨大的提升。如今市场上有很多数字示波器已经做成手持式的，较小的体积，携带非常方便，而且其性能也是非常强大，可以达到100MHz的采样频率，可以满足绝大部分用户的需求。而且现在的数字示波器可以很容易的观测到频率很低的信号图像，这是模拟示波器所不能实现的（模拟示波器在测量频率很低的信号时，只能看到一个点在移动，无法看到整个波形变化）。本数字示波器采用比较常用的高性价比芯片，采样频率与市场上的数字示波器相比，低了很多，但用于平时的常用电路检测，音频电压测试等还是够用的。该示波器采用的新一代的增强型8051单片机STC12

3、C5A60S2作为微处理器，其运算速度是普通8051单片机的8—12倍，且指令系统与传统8051单片机完全兼容，使用该款单片机能够使该数字示波器的采样频率更上一个台阶。基于A/D转换芯片的价格与电路设计的简便，我选择了TLC0820这款高速A/D转换芯片，TLC0820是一款经过改进的高速8位并行模数转换器，该芯片的A/D转换时间典型值为1.6μs，最大2.5μs，之所以选择这款，最主要的原因是该器件无需外部时钟和附加元件，这样使得外部电路简单很多。34ABSTRACT34目录1．示波器的整体介绍………………………………………………………

4、11.1模拟示波管示波器的介绍…………………………………………41.2数字示波器的介绍………………………………………………………71.3数字示波器与模拟示波器的优缺点……………………………72．硬件电路设计……………………………………………………………252．1单片机选型…………………………………………………………………272．2程控放大电路………………………………………………………………272．3AD转换电路………………………………………………………………272．4两单片机之间的通讯电路……………………………………………272．5单片机

5、外部输入电路……………………………………………………272．6液晶显示屏驱动电路……………………………………………………272．7其它部分电路………………………………………………………………272．8原理图与PCB图……………………………………………………………273．MCU软件设计……………………………………………………………25342．1程序流程图…………………………………………………………………272．2单片机程序源代码………………………………………………………271示波器的整体介绍1．1示波器的工作原理1.1.1模拟示波管示波器的

6、介绍模拟示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。　　从下面的示波管结构图可以看出，只要控制X轴偏转板和Y轴偏转板上的电压，就能控制示波管显示的图形形状。我们知道，一个电子信号是时间的函数f(t)，它随时间的变化而变化。因此，只要在示波管的X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压，

7、在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小)，示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。　341.1.2数字示波器的介绍数字示波器是一款用于显示被测量的瞬时值轨迹变化情况的仪器，它是带数据记录功能的示波器。它一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。数字示波器首先对模拟信号进行高速采样获得相应的数字数据并存储。用数字信号处理技术对采样得到的数字信号进行相关处理与运算，从而获得所需的各种信号参数(包括可能需要使用万用表测试的一些元器件电气参数)。根据得到的信号参数绘制信号波

8、形，并可对被测信号进行实时的、瞬态的分析，以方便用户了解信号质量，快速准确地进行故障的诊断。测量开始时，操作者可通过中文界面选定测量类型(波形测量、元件测量)、测量参数(频率/周期、有效值、电