峰值检测示波器的设计.pdf

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1、2014正仪表技术与传感器2014第4期InstrumentTechniqueandSensorNo．4峰值检测示波器的设计徐正明，石晓晶(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：针对传统的峰值检测仪分析不方便、存储容量不大的缺陷，提出了一种在下位机实时显示峰值采集全过程的方案。以STM32F107作为微控制器进行功能控制，采用内部ADC节省了设计成本，SysTick延时提高了采样时间的精度，DMA方式传送数据提高了系统的工作效率，TFT液晶显示器为仪器提供了良好的人机交互界面，SD卡实现了采集

2、数据的大容量存储。实验表明，该方案设计的峰值检测示波器体积小，价格低廉，满足了波形显示的准确性、实时性和可靠性的要求，达到了预期效果。关键词：峰值检测；示波器；T丌液晶显示器；SD存储卡中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)04—0014—02DesignofPeakDetectionOscilloscopeXUZheng—ming，SHIXiao-jing(NanjingUniversityofScienceandTechnology，SchoolofMechanica

3、lEngineering，Nanjing210094，China)Abstract：Aimedatthedefectsoftraditionalpeakdetectors，suchasinconvenientanalysisandsmallstorage，aprogramreal—timedisplayedthewholeprocessofthepeakacquisitioninthelowermachinewasproposed．TheinstrumenttookthechipnamedSTM32F107a

4、sthemicrocontrollerwhichcancontrolotherchips．TheinternalADCsaveddesigncosts．TheSysTickdelayimprovedtheaccuracyofthesamplingtime．DMAmodetotransferdataimprovedtheworkeficiencyofthesystem．TheTFTLCDprovidedagoodman—machineinterface．TheSDcardrealizedthebulk—stor

5、agememory．Theexperimentalresultsindicatethatthepeakde—tectionoscilloscopedesignedbytheprogramissmall，inexpensive，andmeetstherequirementsforaccuracy，real—time，reliability，andexpectedresults．Keywords：peakdetection；oscilloscope；TFTrLCD；SDmemorycard0引言300次波形数据，

6、并可以通过上翻和下翻按钮回看波形。峰值信号在工业检测中的地位越来越重要，例如检测某器⋯⋯⋯械受损的峰值压力、某仪器工作时产生的峰值磁场强度，确定竺兰兰竺卜卜某芯片正常工作的峰值温度等lI2J。传统的峰值检测仪只显示检测到的峰值信号，这不便于观察和分析仪器电路的工作情电路斗II转A，换D况，或者使用传统的示波器观察，但它携带不方便，价格昂贵。为此介绍一种基于STM32F107微控制器的峰值检测示波器，它选择按钮l1能够将峰值信号采集的全过程实时显示在3．2寸TfTr液晶显示器上，并由SD卡大容量地存储波形。1峰

7、值检测示波器总体结构设计峰值检测示波器总体结构设计框图如图1所示，选用基于L⋯——⋯⋯JCORTEXM3核心的STM32F107作为仪器的微控制器，并使用蔼了内部的A／D转换模块、SysTick定时器和DMA控制器。3．2图1峰值检测示波器总体结构设计框图寸的Trr液晶显示器加上3×2行列式键盘为仪器提供了良好2A／D转换的人机交互界面，SD卡为仪器提供了大容量存储。采集前，选STM32F107内部的ADC是一种逐次逼近式模拟数字转换择合适的采样时间，再将处理后的信号通过限压保护电路进入器，它的分辨率为l2位

8、，最快转换速度为1s，可采集0～3．6微控制器内部A／D转换电路，由触发按钮启动第一次A／D转V的电压。由于该仪器采用3．3V电压供电，故输入电压范围换，转换得到的数据通过DMA方式传输，处理后实时显示在为0—3．3V，若输入电压超过3．3V，则发光二极管以闪烁方式TFYr显示器上。连续两次采集的时间间隔主要由SysTick精确报警提示，且显示器将在超限电压值处作红色标志。A／D转换延时，当采集到峰