基于avr单片机的简易示波器设计

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1、第17卷第5期电子设计工程2009年5月Vol.17No.5ElectronicDesignEngineeringMay.2009基于AVR单片机的简易示波器设计余海斌,陈志英（厦门理工学院电子与电气工程系，福建厦门361024）摘要:介绍了以AVR单片机ATmega16为核心，采用前端信号调理电路、程控增益放大器以及波形显示LCD（GDM12864A）实现的一个简易示波器。并给出该系统设计的硬件和软件设计方案。关键词:ATmega16；LCD；程控增益放大器；示波器中图分类号:TP216+.1文献标识

2、码：A文章编号：1674－6236（2009）05-0001-03DesignofeasydigitalstorageoscilloscopebasedonAVRYUHai-bin,CHENZhi-ying(DepartmentofElectronicandElectricEngineering,XiamenUniversityofTechnology,Xiamen361024,China)Abstract:Thispaperintroducesaneasydigitalstorageoscillosc

3、opebasedontheAVRmicrocontrollerATmega16,especiallyemphasizesonthesoftwaredesignandthehardwaredesignwhichcontainssignalprocessingcircuit,gain-programmedamplifiercircuitandLCD’sinterfacecircuitandsoon.Keywords:ATmega16;LCD;gain-programmedamplifier;oscillos

4、cope1引言示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号显示出来，便于人们研究各种电现象的变化过程。一台成品示波器虽然功能强大但其价格昂贵，日常DIY电子制作中只需测试，诸如信号的波形，频率，幅度等参数，而无需使用昂贵的示波器，这里给出了一种基于AVR单片机的简易示波器设计方案。图2信号调理电路2系统硬件设计该系统设计外部设备不多，LCD和键盘是以并行方式接该系统设计方案是以AVR单片机ATmega16为核心，再至AVR单片机，其电路如图3所示。加上前端信号调理电路、键盘控制、LC

5、D显示构成的简易示波器，其系统结构框图如图1所示。该示波器频率测量范围为0.33Hz～6kHz，幅值测量范围为20mV～2.0V。图1系统结构框图由于示波器观察信号大多是正负电压信号，ATmeag16内部A/D转换器是单参考电压。为了采样到信号的负电压，就需要给该信号叠加直流量将负电压部分信号升高至零电平以上，因此采用信号调理电路，如图2所示。调理电路输入与输出关系为：图3显示与键盘接口电路U0=（1+R2/R1）Ui+Ux（1）式中：Ux为U3的输出电压。R1，R2分别由模拟开关CD40513系统软件

6、设计连接不同阻值的电阻实现程控放大。系统软件设计主要分为主程序模块、键盘模块、触发模收稿日期：2008-12-03稿件编号：200812015块、显示模块和A/D转换采样及频率控制模块。基金项目：福建省大学生创新性实验项目(CX2007005)作者简介：余海斌（1986-），男，福建漳州人。研究方向：微机接口技术及嵌入式系统。－1－《电子设计工程》2009年第5期3.1主程序模块kk_ram=0;}}}系统在一次采样未完成之前，只查询键盘。按下按键进if(en_ram){//取出触发后，显示的波形数据（

7、96点），存行相应操作，如无按键按下则继续查询键盘，直到采样完成入显示区寄存器为止。采样完成后触发数据，只从数据里取出符合显示要求boxing[adc_data]=box_buff[ik];的数据并将波形显示在LCD上，进入下一次采样，如此循环。adc_data++;图4为系统主程序工作流程。if(adc_data>96){//判断数据是否接收完毕adc_data=0x00;en_ram=0;}}}程序中，trigger的大小通过触发电平的上移/下移按键来设置。3.4显示模块GDM12864A是一个具有

8、128×64点阵的LCD。根据所选的LCD的特点，Y轴只有64点，所以显示数据范围为0～63，而8位采样数据的二进制数据为0～255。采样数据为了能在该图4简易示波器系统程序流程图LCD上显示，只取其8位数据的高6位。LCD的Y轴分成8个3.2键盘模块地址，从上到下依次该系统设计设置7个按钮，分别为运行与停止，放大倍数为0~7，每个地址段增大，放大倍数减小，采样频率增大，采样频率减小，触发电平有8个数据点,在某上移，触发电平下移。其中：运行