51單片機(jī)示波器設(shè)計(jì)教程與源碼資料等下載

ID:300372 · 發(fā)表于 2018-4-5 17:52

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數(shù)字示波器電路圖和PCB源文件.zip (1.42 MB, 下載次數(shù): 149)

數(shù)字示波器代碼.zip (1.33 MB, 下載次數(shù): 119)

以上是是驅(qū)動(dòng) TLC1549 的函數(shù)，如果你還想徹底弄清 TLC1549 的各種參數(shù)，請參考數(shù)據(jù)手冊TLC1549.pdf ，使用該函數(shù)需要注意的是，兩次調(diào)用該函數(shù)之間的間隔要超過 21us 21us 21us 21us ， AD 轉(zhuǎn)換是要一段時(shí)間的，在高速系統(tǒng)中時(shí)間控制尤其關(guān)鍵。 Mini51 板單片機(jī)在 22.1184M 晶振時(shí)鐘頻率下運(yùn)行，連續(xù)兩次 AD 采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)寫入外部擴(kuò)展 RAM 變量緩沖區(qū)，之間的時(shí)間間隔實(shí)測略小于 21u s的，需要適當(dāng)延時(shí)。這在高速檔數(shù)據(jù)采集時(shí)增加了一定延時(shí)等待就是這個(gè)原因。圖形顯示有很多種， LCD 顯示稍難， ADC 得到的結(jié)果如何在 LCD 上描點(diǎn) ，這確實(shí)是一個(gè)難點(diǎn) ，涉及 LCD 驅(qū)動(dòng)問題，需要花費(fèi)很大篇幅才能完成。最初調(diào)試我們可以選用串口來做，借助他人現(xiàn)成的工具軟件。下面介紹基于串口和上位機(jī)工具軟件的波形顯示程序設(shè)計(jì)。

根據(jù)理想運(yùn)算放大器的特性，同相輸入端與反相輸入端虛短，也就是在正常情況，運(yùn)算放大器內(nèi)部的電路總是通過調(diào)整，使同相端與反相端的電壓保持相等，圖中已經(jīng)把反相端和輸出端相連，這種調(diào)整會(huì)通過輸出端作用在反相端。信號從同相端輸入，當(dāng)同相端電壓隨著輸入信號變化時(shí)，根據(jù)虛短的特性，運(yùn)放內(nèi)部電路不斷調(diào)整并通過輸出端作用在反相端，使反相端電壓總是和同相端電壓保持一致，這時(shí)輸出信號幅值與輸入信號幅值總是相等，仿真效果圖如圖（2）所示，A通道為輸入峰值 1V1000Hz 的正弦信號，B 通道為跟隨器輸出的等幅值信號，注意圖中給了 1k 的負(fù)載電阻。當(dāng)負(fù)載在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，運(yùn)放通過內(nèi)部電路自動(dòng)調(diào)整（放大），總能使輸出與輸入幅值保持一致。簡單的理解是驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的能量由運(yùn)算放大器從電源獲得，并不從輸入信號獲得，這就是電壓跟隨器的本質(zhì)效應(yīng)，實(shí)質(zhì)就是提高了輸入阻抗，減小了對輸入信號的影響。這里給運(yùn)算放大器提供了正負(fù) 5V 電源。我的理解是，如果輸入信號是雙極性，電源一定要使用雙電源，如果是單極性，某些運(yùn)算放大器也可以單電源供電，簡單總結(jié)規(guī)律就是電源的范圍應(yīng)該覆蓋并超過輸入信號的范圍，否則輸出的信號就會(huì)失真。

2、大信號衰減
幅值變化范圍超過 ADC 輸入范圍的信號，需要比例衰減，衰減電路通常用電阻分壓即可。如圖
（3）所示，電阻 R2，R3構(gòu)成 0.1 倍衰減電路，仿真效果如圖（4）所示，CHA 是5V檔而CHB 是0.5V檔，對比信號幅值，輸出信號剛好是輸入信號的0.1倍。
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// 版權(quán)信息
基于STC12C5A60S2的簡易單片機(jī)系統(tǒng)
作者： Tumer Ndely
程序版權(quán)所有，引用前請聯(lián)系作者，謝謝！
// 程序功能
本程序?yàn)樗倦娮雍喴资静ㄆ鞯尿?qū)動(dòng)程序

塔木電子簡易示波器的基本功能參數(shù)

1. 測量時(shí)間帶寬 4KHz；
2. 測量電壓范圍 -5V - 5V
3. 頻率測量精度小于1Hz
4. 幅值測量精度小于0.1V
5. 波形識別類型正弦波方波三角波斜波

基于STC12C5A32S2單片機(jī)的示波器設(shè)計(jì)電路原理圖如下：

Altium Designer畫的單片機(jī)示波器原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)