基于单片机的便携数字存储示波器

　图5 正弦内插算法仿真

　　4 系统调试和测试

　　在完成了系统的硬件设计和软件设计以后, 需要进行综合调试和测试。通过调试, 不断优化程序代码, 对程序中的问题及时更正修改, 使系统的性能得以提高,工作状态更加稳定。测试的过程中可以修正电路中元器件的参数等, 以免理论分析与实际状态的差距引起的波形显示效果不佳以及显示中噪声的影响。

　　在进行系统联调时, 要不断修正程控衰减放大电路的程序, 将输入信号调整到最佳的显示量程范围内, 手持示波器的实物图如图6 所示。

　图6 手持示波器实物图

　　当输入500 Hz, 峰峰值为3. 2 V 的正弦信号时, 在TFT 彩屏上显示的波形如图7 所示, 其中屏幕的水平方向表示时间, 每一格为1 ms; 垂直方向表示输入信号幅度, 每格为0. 6 V。从图中可以看出, 波形显示稳定连续, 测量信号参数的精度高, 且彩色信息丰富。

　图7 TFT 液晶显示的正弦信号

　　5 结 语

　　研究了以TFT 液晶作为显示器件的手持数字存储示波器的总体方案, 即由信号调理电路, 采集处理模块和液晶外围电路组成。在确定总体方案的同时,给出了实现此总体方案的具体方法。采用CA3338E和两级AD603 电路, 配合单片机控制继电器的衰减倍数, 实现了程控的衰减放大并且兼有自动增益控制的功能。通过软件设计了数字触发器, 取代了一般示波器中常用的触发电路, 降低了系统的硬件复杂度。波形显示时, 综合利用了内插函数和线性插入两种插值法, 使显示波形连续稳定。该数字存储示波器允许输入信号的动态范围大, 体积小, 便于携带, 具有很高的应用价值和广阔的发展空间。

参考文献:

[1].CA3338E datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/CA3338E+_211655.html.
[2].AD603 datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/AD603+_122075.html.
[3].C8051F020 datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/C8051F020+_209830.html.