数字式小示波器的设计【开题报告】

数字式小示波器的设计【开题报告】
数字式小示波器的设计【开题报告】

开题报告

电子信息工程

数字式小示波器的设计

一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义

在现代电子测量中,示波器作为最常用的仪器之一,被我们广泛的应用于各个领域。众所周知,示波器可以用来观察、测量和记录各种瞬时电压电流,同时还可以通过波形的方式来显示电压电流与时间的关系。从波形中,我们可以知道所测信号的很多特征,包括信号的时间与相应的电压电流值、信号的周期与频率、信号的直流部份和交流部份、是否存在故障部件使信号产生失真、信号的噪声值及噪声随时间变化的情况、多个波形信号的比较等等。通过示波器的直观显示,我们能更加深入的理解被测对象。通常,示波器产生的是一个二维波形,它的Y轴方向上显示的是输入端接收的电压或电流信号,而X轴方向显示的则是它的时间参数。传统的模拟示波器,显示器件采用的是CRT(一种使用阴极射线管的显示器)。工作时,电子管发射的电子束经过加速、聚集后打在荧屏上面,从而发出荧屏光。由于现代计算机技术与微电子技术的不断发展,示波器已开始了从模拟向数字的过渡。同模拟示波器相比,数字示波器具有更多的优点,所以它开始逐步取代模拟示波器的地位,并成为市场上的主流产品。

通常,模拟示波器在非周期性单次瞬变信号的观测方面是比较难以实现的,但数字技术恰恰能够很好地解决这一问题。通过这一技术,我们就能将各种信号无失真地显示并存储。我们都知道,数字示波器是随着模—数转换器(即ADC)发展起来的,并且目前已逐步趋于实用化。由进一步的了解可知,数字示波器主要是利用A/D转换技术和数字存储技术来工作的。它将模拟信号经过A/D实时采样以产生数字信号并在存储器中长期保存。当该数字示波器进行工作时,它先对从探针中输入的模拟信号进行A/D转换,从而得到与输入瞬时值对应的一系列数值,并将这些数值进行存储。而存储后的数值经过处理器复杂的处理运算后,将被用于液晶显示器信源波形的绘制及信源波形各种参数的计算与分析。这就是数字示波器的基本工作原理。

由参考文献可知,我们所要设计的这个系统主要由单片机和液晶显示器两大部份组成[1,2,3]。其中,单片机是为满足工业控制而设计出来的,因此它的实时控制功能特别强,其CPU可以对I/O直接进行操作,位操作能力更是其它计算机不能比的。而且,由于CPU、I/O接口及存储器集成在一块芯片上,各部件之间连接紧凑,因此数据在传输时受到的干扰比较小,且不易受到环境条件的影响,可靠性极高。同时,单片机还具有体积小、价格低等优点,它非同寻常的嵌入式应用特点对于

满足嵌入式应用需求也具有很好的优势。目前,单片机应用技术已经成为电子应用系统设计中最常用的技术手段之一。因此,学习和掌握单片机应用技术是很有现实意义的。而液晶显示器则是示波器用来显示信号波形的一种新型显示器件。它通过液晶分子在电场中会改变排列方向的特点,来达到显示信源波形的目的。与传统的CRT相比,液晶显示器拥有更多优越的性能,比如低压、微功耗、不怕光、体薄、结构紧凑、可以实现彩色化、可制成存储型等。在设计中,我们可以通过单片机来对它进行控制,使它不仅可以显示出信源输入的相应波形和参数,而且还具有调节对比度等基本功能。

在当今电子仪器快速更新换代的年代里,数字示波器凭借着自身的高性能、高精确度等优势,特别是可存储和可进行数值计算方面,在测试分析仪器市场上占据着很大的份额,并且还具有很大的研究和开发价值。由资料可知,泰克、安捷伦、立科这三大公司生产的示波器目前仍占据着市场的主流。美国泰克公司在示波器领域的权威性是世界公认的,技术方面也一直处于领先地位。它推出的示波器具有独特的保证高信号保真度的获取结构,能够利用先进的触发系统,提供快速瞬态信号的多通道获取,显示和所有测量的有效修正,先进的波长处理等能力。而安捷伦公司,目前已经开发出了13Gsa带宽,40Gsa/s实时采样率的超高性能示波器。但由于昂贵的价格,尤其是核心部件A/D,应用领域还不是特别的普遍。排名第三的立科公司在示波器方面,它推出了各种信号的示波器,并具有其独特的特点:能够自动测试32种参数。其示波器的另一个特点就是存储长度长,长存储提供高的分辨率,LeCory独有的存储管理系统,配合其先进的峰值检验电路,使得整个波形在单一屏幕内显示,即可即时找出毛刺及干扰的所在,确保任何扫描速度动作,都能保持较高的采样速率。

相比国外,我们国内在数字示波器研发方面还处于起步阶段,日常使用的数字示波器很多都是进口的。目前,国内生产的数字存储示波器,由于受到高速取样技术的限制,大部份采用的是重复取样技术。这样一来,示波器的性能也就大大降低了。因此,我们需要充分的了解国外高性能数字示波器的研发动向,突破技术障碍,从而提高自身的市场竞争力。

在科技迅速发展,经济全球一体化的当今社会中,简洁、高效、经济已经成为人们做事的一大宗旨。数字式示波器就是在这种环境下逐渐完善起来的。越来越多的用户享受到了数字示波器所带来的便捷与实用。这种越来越大的市场需求,将促使示波器继续向数字化、智能化、集成化、多功能化、高精度化的方向发展。

而对于我们大学生,特别是理工科的大学生而言,示波器在我们的学习与实验过程中应该是不可或缺的一部份。基于上述的市场需求和我们自身的学习要求,我想,了解示波器的工作原理,同时,通过平时所学的知识来动手制作一个简易的示波器是一件非常有趣和有意

义的事情。在制作的过程中,我们将会运用到多方面的知识。比如说文献检索,我想这门学科应该是专门为我们毕业设计而开设的。在设计过程中,我们自然而然会需要查阅大量的国内外资料,为自己设计的实物提供理论和实践依据。而文献检索技巧恰恰能很好地帮助我们解决这方面的困难,让我们能更加轻松地进行设计。此外,我们还会运用到单片机有关方面的知识,这个数字式小示波器是基于单片机而开发的,所以对单片机的基本理论知识了解是必不可少的,虽然这次使用的单片机不是我们平常熟悉的51系列[4,5,6],但万变不离其宗,有了之前的学习,我相信我能很快的掌握STC12C5A60S2系列单片机的性能和应用。而在了解整个系统的硬件原理后,我们将还要画原理图和进行PCB封装,这些我们在电子线路综合设计课上都学过[7],因此我们能熟练的运用Protel或Altium Designer软件进行电路图绘制。当电路板制作完毕后,我们还要进行程序部分的编写,这也就涉及到C和汇编这两种计算机语言。这两种语言我们都曾在学习中有所接触,并且在实验课上也编写过一些程序,这些都让我们有能力和基础去独立编写一段程序。总之,整个设计过程都将有助于我们对大学四年的学习生涯做一个最好的回顾和总结,同时还会锻炼我们的实践动手能力。

我想,通过这次毕业设计和亲身实践,我将会对单片机的应用有一个更加全面和深入的认识。虽然我要设计的数字式小示波器在功能和实现方式上都比较简单,但是我觉的事物都是有共通性的,因为每一个新产品的完善和更新换代都是基于它的初代产品。所以,我们就应该举一反三,总结经验,为我们在以后的工作和学习打好坚实基础。

二、研究的基本内容,拟解决的主要问题:

研究的基本内容:

用单片机及LCD液晶显示器设计出能显示一定频率的信号源的波形。并要求能设计出实物,编出控制源程序,演示实物功能,完成设计报告。

要解决的主要问题:

1.数字式小示波器的原理和方法

2.了解STC12C5A60S2单片机的功能及其运用

3. 了解LCD12864液晶显示器的功能及其运用

4.单片机控制源程序的编写

5.硬件电路制作和调试及PCB板的制作

三、研究步骤、方法及措施:

1.查找相关资料,总体方案论证,做好开题报告

2.根据方案设计控制电路原理图,设计线路图

3. 复习所要用到的硬件知识PCB板制作

4.进行性能测试,完成测试报告。

四、参考文献

[1] 楼然苗、李光飞编著. 51系列单片机设计实例(第2版) [M]. 北京:北京航空航天大学出版

社,2006年.

[2] 楼然苗、李光飞编著.单片机课程设计指导[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2007年.

[3] 李光飞,楼然苗,胡佳文,等编著.单片机课程设计实例指导[M]. 北京:北京航空航天大学出版

社,2004年.

[4] 李光飞,李良儿,楼然苗,等编著.单片机C程序设计实例指导[M]. 北京:北京航空航天大学出版

社,2005年.

[5] 楼然苗、胡佳文、李光飞、李良儿、刘玉良、俞红杰编著.51系列单片机原理及设计实例[M].

北京:北京航空航天大学出版社,2010年.

[6] 楼然苗、胡佳文、李光飞、刘玉良、俞红杰、李良儿编著.单片机实验与课程设计(Proteus

仿真版)[M].杭州:浙江大学出版社,2010年.

[7] 浙江海洋学院精品课程网站.http://61.153.216.116/jpkc/jpkc/dpj/.

[8] 浙江海洋学院图书馆中国学术期刊数据库.http://172.16.99.198/kns50/.

数字示波器基础知识

数字示波器基础知识 耦合 耦合控制机构决定输入信号从示波器前面板上的BNC输入端通到该通道垂直偏转系统其它部分的方式。耦合控制可以有两种设置方式,即DC耦合和AC耦合。 DC耦合方式为信号提供直接的连接通路。因此信号提供直接的连接通路。因此信号的所有分量(AC 和:DC)都会影响示波器的波形显示。 AC耦合方式则在BDC端和衰减器之间串联一个电容。这样,信号的DC分量就被阻断,而信号的低频AC分量也将受阻或大为衰减。示波器的低频截止频率就是示波器显示的信号幅度仅为其直实幅度为71%时的信号频率。示波器的低频截止频率主要决定于其输入耦合电容的数值。 和耦合控制机构有关的另一个功能是输入接地功能。这时,输入信号和衰减器断开并将衰减器输入端连至示波器的地电平。当选择接地时,在屏幕上将会看到一条位于0V电平的直线。这时可以使用位置控制机构来调节这个参考电平或扫描基线的位置。 输入阻抗 多数示波器的输入阻抗为1MΩ和大约25pF相关联。这足以满足多数应用场合的要求,因为它对多数电路的负载效应极小。 有些信号来自50Ω输出阻抗的源。为了准确的测量这些信号并避免发生失真,必须对这些信号进行正确的传送和端接。这时应当使用50Ω特性阻抗的电缆并用50Ω的负载进行端接。某些示波器,如PM3094和PM3394A,内部装有一个50Ω的负载,提供一种用户可选择的功能。为避免误操作,选择此功能时需经再次确认。由于同样的理由,50Ω输入阻抗功能不能和某些探头配合使用。 相加和反向 简单的把两个信号相加起来似乎没有什么实际意义。然百,把两个有关信号之一反向,再将二者相加,实际上就实现了两个信号的相减。这对于消除共模干扰(即交流声),或者进行差分测量都是非常有用的。 从一个系统的输出信号中减去输入信号,再进行适当的比例变换,就可以测出被测系统引起的失真。 由于很多电子系统本身就具有反向的特性,这样只要把示波器的两个输入信号相加就能实现我们所期望的信号相减。 带宽

毕业设计(论文)开题报告-简易数字示波器设计

毕业设计(论文)开题报告-简易数字示波器设计西安交通大学XX学院 本科毕业设计(论文)开题报告 题目简易数字示波器设计所在系电气与信息工程学生姓名 XXXXX 专业电子信息工程班级信息XXX学号 XXXXXX3 指导教师 XXXX 教学服务中心制表 年月 本科毕业设计(论文)开题报告 对题目的陈述 1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据查阅的文献资料,撰写1000字左右的文献综述: (说明选题意义、国内外研究现状、主要研究内容) 数字示波器是数据采集,A/D转换,软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单,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。目前高端数字示波器主要依靠美国技术,对于300MHz带宽之内的示波器,目前国内品牌的示波器在性能上已经可以和国外品牌抗衡,且具有明显的性价比优势, 数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来,其应用越来越广泛,已成为测试工程师必备的工具之一。21世纪是一个科学和技术都在飞速发展的时代,随着电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术的高速发展,电子测量仪器也有了巨大的发展。数字式示波器就以其存储波形及多种信号分析、计算、处理等优良的性能从而逐步取代模拟示波器。用数字示波器能完成对信号的一次性采集,把波形存储起来,还可以通过移位操作观察波形的任何一部分等等。

数字示波器是随着数字集成电路技术的发展而出现的新型智能化示波器,己经成为电子测量领域的基础测试仪器。随着新技术、新器件的发展,它正在向宽带化、模块化、多功能和网络化的方向发展。数字示波器的优势是可以实现高带宽及强大的分析功能。现在高端数字示波器的实时带宽已达到20GHz,可以广泛应用于各种千兆以太网、光通讯等测试领域。而低端数字示波器几乎可以应用于国民经济各个领域的通用测试,同时可广泛应用于高校及职业学校的教学,为社会培养众多的后备人才。数字示波器的技术基础是数据采集,其设计技术可以应用于更广泛的数据采集产品中,具有深远的意义。 为了巩固大学4年来所学的知识,将课本上的理论知识运用到实际中,我选择了简易数字示波器这个题目作为的大学毕业设计题目。 自从1972年世界上第一台数字示波器问世以来,经历了三个发展阶段。1986年以前为DSO发展的初期阶段,当时的取样率较低,一般不超过50MSa/s,带宽在20MHz以下,结构形式以数字存储加传统模拟示波器二合一的组合式为主,功能少,性能低。主要代表性产品有美国哥德(Gould)公司生产的4035,HP公司生产的HP54200。1986年--1994年,伴随高速ADC和高速RAM的迅速发展,DSO的发展也进入了快车道,取样率达到了4GSa/s,记录长度超过32K。每年各示波器生产厂商都推出新的型号,技术上开始走向成熟。1989年,HP公司率先停止了模拟示波器的生产,专心培育数字示波器市场。到1993年,DSO的销售额就超过了传统模拟示波器,使持续将近半个世纪的模拟示波器市场发生动摇。1995年以后,DSO 在技术上己经成熟,带宽在100MHz以上,DSO已经完全取代了模拟示波器。2004年10月,AGILENT公司推出了具震撼性的DS081304A数字存储示波器,带宽 3GHz,上升时间23ps,最高采样率40GHz。这时,除了继续提高取样率(最高达 40GSa/s)、带宽(达20GHz)和增加记录长度(达16MB)外,DSO制造商开始向100MHz 以下带宽的通用DSO方向发展,并且性价比迅速提高。1996年,AGILENT公司面向

数字示波器的设计

计算机工程应用技术本栏目责任编辑:贾薇薇 数字示波器的设计 刘岩 (天津工业大学信息与通信工程学院,天津300160) 摘要:数字示波器是现代电子测量中最常角的仪器,它是一种可以用来观察、测量、记录各种瞬时电压,并以波形方式显示其与时间关系的电子仪器。本文中详细介绍了数字存储示波器的原理及特点,给出了一种以单片机和可编程逻辑器件为控制核心的设计方案,同时给出了其硬件和软件设计的结构及思路。 关键词:数字示波器;模块化;FPGA 中图分类号:TM935文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)20-30375-02 TheDesignofDigitalOscilloscope LIUYan (TianjinIndustryUniversity,InformationandCommunicationEngineeringInstitute,Tianjin300160,China) Abstract:Themodernelectronicdigitaloscilloscopeisthemostcommonlymeasuredangleoftheapparatus,whichisacanbeusedtoob-serve,measureandrecordallkindsoftransientvoltageandwavetoshowtheirrelationshipwiththetimetheelectronicdevice.Thisarticledescribedthedigitalstorageoscilloscopeindetailandtheprinciplefeaturesofthispaper,amicrocontrollerandaprogrammablelogicdevicetocontrolthecoreofthedesignplan,andgaveitshardwareandsoftwaredesignofthestructureandideas. Keywords:Digitaloscilloscopes;modular;FPGA 1引言 数字示波器是智能化数字存储示波器的简称,是模拟示波器技术、数字化测量技术、计算机技术的综合产物。它能够长期存储波形,可进行负延时触发,便于观侧单次过程和缓变信号,具有多种显示方式和多种输出方式,同时还可以进行数学计算和数据处理,功能扩展也十分方便,比普通模拟示波器具有更强大的功能,因此在电子电信类实验室中使用越来越广泛。 2数字示波器的工作原理 数字存储示波器不是将波形存储在示波管内的存储栅网上,而是存在存储器中,因而存储时间可以无限长。数字存储示波器主要利用A/D转换技术和数字存储技术来工作,它能迅速捕捉瞬变信号并长期保存。该示波器首先对模拟信号进行高速采样以获得相应的数字数据并存储,存储器中储存的数据用来在示波器的屏幕上重建信号波形;然后利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,从而获得所需要的各种信号参数;最后,该示波器根据得到的信号参数绘制信号波形,并对被测信号进行实时、瞬态分析,以方便用户了解信号质量,快速准确地进行故障诊断。数字存储示波器将输入模拟信号经过AD/转换,变成数字信号,储存在半导体存储器RAM中,需要时将RAM中存储的内容读出显示在LCD,或通过DA/转换,将数字信号变换成模拟波形显示在示波管上。数字存储示波器框图如图l所示。数字存储示波器可以采用实时采样,每隔一个采样周期采样一次,可以观察非周期信号川。数字示波器的采样方式包括实时采样和等效采样(非实时采样)。等效采样又可以分为随机采样和顺序采样,等效采样方式大多用于测量周期信号。数字示波器工作原理框架如图1。 图1数字存储示波器的基本原理方框图 3数字示波器的主要特点 与传统的模拟示波器相比,数字存储示波器有其非常突出的特点,其具体表现如下:(1)信号采样速率大大提高数字存储示波器首先在采样速率上有较大地提高。可从最初采样速率等于两倍带宽提高至五倍甚至十倍。相应对正弦波取样引入的失真也从10%降低至3%甚至1%。(2)显示更新速率更高数字存储示波器的显示更新速率最高可达每秒40万个波形,因而在观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲方面更加方便。(3)波形的采样、存储与显示可以分离在存储阶段,数字示波器可对快速信号采用较高的速率进行采样与存储,而对慢速信号则采用较低速率进行采样与存储;在显示阶段,不同频率的信号读出速度可以采用一个固定的速率并可以无闪烁地观测极慢信号与单次信号,这是模拟示波器所无能为力的。(4)存储时间长由于数字存储示波器是把模拟信号用数字方式存储起来,因此,其存储时间理论上可以无限长。(5)显示方式灵活多样为适应对不同波形的观测,数字存储示波器有滚动显示、刷新显示、 收稿日期:2008-04-22

计算机程序设计数字示波器程序的设计

长安大学电子与控制工程学院 《计算机程序设计综合实验》 综合实验指导书 数字示波器程序的设计 1. 实验目的与要求 通过该实验,使学生掌握面向对象程序设计的基本理论以及视窗程序的基本设计方法,其中包括需求分析、总体设计、详细设计、代码编写及调试等设计环节。要求学生掌握示波器的功能和操作方法,熟练应用时钟、图形绘制功能、文件的读写以及文件内容的检索方法,达到既定的设计效果。 2. 开发环境及先修课程要求 操作系统:Windows7操作系统(或更高版本) 集成开发环境:Visual Studio 2010+MSDN(或更高版本) 先修课程:C/C++程序设计、面向对象程序设计、数据结构与算法 3. Windows编程基础 用Visual C++ 编写Windows应用程序主要有两种方法:(1)使用Windows 提供的应用程序接口(Application Programming Interface,API)函数;(2)使用Microsoft提供的微软基础类(Microsoft Foundation Class,MFC)。在直接使用API函数进行Windows编程时,程序员不仅需要熟记一大堆常用的API函数,而且还要对Windows操作系统有深入的了解,需要编写大量的代码,不适合软件开发的发展潮流,而MFC类库采用面向对象的思想将Windsows应用程序中的API函数做了封装,而且灵活性高,便于程序员的使用。虽然Windows程序设计还有其他的集成开发环境可以使用,但是考虑到前期的教学内容,本实验要求学生采用基于MFC的方法来实现。 MFC大约有200多个类,可以分成两种: (1)Cobject类的派生类。它们以层次结构的形式组织起来,几乎每个子层次结构都与一个具体的Windows实体对应; (2)非Cobject派生类。这些都是独立的类,如表示点的Cpoint类,表示矩形的Crect类等。 在Visual C++中,可以创建以下3类典型的Windows应用程序,且都是通过MFC AppWizard(以下简称AppWizard)向导创建的:

毕业论文基于STC单片机虚拟简易示波器的设计

题目:基于STC单片机虚拟简易示波器的设计 目录 1.实验目的及意义 (1) 2. 试验内容及方案论证 (1) 3.系统工作原理 (2) 4.硬件电路设计 (2) 5.系统软件设计 (3) 5.1下位机设计 (3) 5.2 上位机设计 (6) 6.系统调试 (8) 6.1硬件调试 (8) 6.2 软件调试 (8) 6.3 软硬联调 (9) 7.实验结果与误差分析 (9) 8.实验小结及体会 ........................................................................ 错误!未定义书签。参考文献: (11)

1.实验目的及意义 (1)学会利用AT89C5X系列单片机控制AD7862实现模拟的电压的采集; (2)学会利用串口与PC机进行通信将测量数据发送给PC机,在PC机上利用Visual C++ 6.0编写上位机界面,并显示数据与波形; (3)通过应用Altium Designer 6软件掌握电路板的原理图绘制及pcb板的生成; (4)学会利用Keil uVision4软件编写并调试单片机的下位机程序,利用Keil uVision4与wave6000软件结合,对硬件电路采集来的数据进行分析。 2. 试验内容及方案论证 在实际应用中,经常会遇到一些突发信号,需要对其进行高速采集,这种情况下采用高速的A/D自然成为首选。AD7862是AD公司推出的一个高速,低功耗,双12位的A/D转换,单+5V供电,功率为60mW。它包含两个4us的延时的ADC,两个锁存器,一个内部的+2.5V参考电压和一个高速并行输出端口。有四个模拟输入通道,分为两组,由A0选择。每一组通道有两个输入(VA1 & VA2 or VB1 & VB2),它们能同时的被采样和转化,保存相对的信号信息。它可以接受+10v的输入电压范围(AD7862-10),+2.5(AD7862-3)和0-2.5v(AD7862-2)。对模拟电压输入,具有过电保护功能,相对地,允许输入电压到达+17v,+7v,+7v,而不会造成损害,本实验选用AD7862-10。其具有以下主要特点: 1、4通道模拟输入,2路同时转换(内置2个可同时工作的12位集成AD 转换器); 2、4us转换时间,250ksps采样速率; 3、可选模拟量输入±10V(AD7862-10); 4、高速12位并行总线输出; 5、内部提供+2.5V参考电压或者由外部提供参考电压;; 6、单一电源工作。 本实验采用的微处理器是STC89C52RC单片机。STC89C52RC单片机使用方便,它与AT89S52单片机具有相同的内核,内部有256 Bytes片内RAM、8K Flash ROM,支持串口下载,易于在线编程调试,故采用这种单片机来做处理器。

简易数字示波器设计_本科论文

摘要 本科毕业设计论文 题目简易数字示波器设计 I

西安交通大学城市学院本科生毕业设计(论文) 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

摘要 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日 III

数字存储示波器毕业论文

摘要 数字存储示波器是随着数字电路的发展而发展起来的一种具有存储功能的新型示波器。原先人们看好的模拟示波器的一些优点,目前数字示波器已完全能够做到,特别是在捕获非重复信号、避免信号的虚化和闪烁、在时间上从触发事件反问寻迹——实现在电路中隔离故障等方面,数字示波器显示出了模拟示波器无可比拟的优势。因此,数字示波器由于其优势的性能、良好的性能价格化,刚一问世,就显示出它强大的生命力,各行各业均迫切需要,有其广阔的发展前途。 本简易数字存储示波器,以单片机为控制核心,由通道调理、触发、波形显示等功能模块组成。本系统对触发系统、水平扫描速度和垂直灵敏度的自动设置功能(AUTOSET)及波形参数测量等功能进行了重点设计。设计中采用了模块化设计方法,并使用了多种EDA工具,提高了设计效率。整个设计实现了存储示波器的所有功能要求,达到较高的性能指标。 关键词:存储器,转换器,数字存储示波器,单片机

ABSTRACT It is that one developed with development of the digital circuit is new-type oscillograph which stores the function that the figure stores the oscillograph . Original ancestors see some advantages of the good simulation oscillograph , the digital oscillograph can already be accomplished at present, catching and is not repeating the signal, avoiding melting and glimmers specially emptily, reply the mark of seeking from the incident of touching off on time of the signal --Realizing it in isolating the trouble in the circuit etc., the digital oscillograph demonstrates the incomparable advantage of the simulation oscillograph . So digital oscillograph because performance , good performance price of advantage their, just coming out , demonstrated its strong vitality, all trades and professions needed urgently , there is its wide development prospect. . T his simple and easy figure stores the oscillograph, regard one-chip computer as the core of controlling, nursed one's health, touched off by the pass-way, the wave form shows, etc. the function module makes up . Such functions as automatic establishment function (AUTOSET ) and wave form parameter that this system scanned the speed and vertical sensitivity in touching off system , level are measured have been designed especially. Have adopt the module design method in the design, has used many kinds of EDA tools, have improved design efficiency. The whole of functions of designing and realizing storing the oscillograph require , reach the higher performance index Keyword: the memory , the converter, the figure stores the oscillograph , Micro Computer Unite

STM32的数字示波器设计

STM32的数字示波器设计 示波器的设计分为硬件设计和软件设计两部分。示波器的控制核心采用ARM9,由于STM32芯片里有自带的AD,采样速率最高为500KSPS,分辨率为10位,供电电压为3.3V,基本上能满足本设计要求,显示部分用3.2寸TFTLCD(分辨率:320*240)模块。软件部分采用C语言进行设计,设计环境为Keil。 硬件总体结构 该设计采用模块化的设计方法,根据系统功能把整个系统分成不同的具有特定功能的模块,硬件整体框图如下图所示。 该示波器由4部分电路构成,分别是: (1)输入程控放大衰减电路; (2)极性转换电路; (3)AD转换电路; (4)显示控制电路; (5)按键控制电路; 整体设计思路是:信号从探头输入,进入程控放大衰减电路进行放大衰减,程控放大器对电压大的信号进行衰减,对电压小信号进行放大以符合AD的测量范围,经过处理后信号进入极性转换电路进行

电平调整成0—3.3V电压,因为被测信号可能是交流信号,而AD只能测量正极性电信号,经调整后送入AD转换电器对信号进行采样,采样所得数据送入LCD显示,这样实现了波形的显示。按键控制可以通过不同的按键来控制波形的放大和缩小,同时也可以改变采样间隔,以测量更大频率范围的信号。 STM32处理器介绍 STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列:STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz,是同类产品中性能最高的产品;基本型时钟频率为36MHz,以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能,是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存,不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时,从闪存执行代码,STM32功耗36mA,是32位市场上功耗最低的产品。 本设计所用的STM32F103VCT6集成的片上功能如下: (1) 1.2v内核供电,1.8V/2.5V/3.3/V存储器供电,3.3V外部I/O供电 (2)外部存储控制器 (3)(3) LCD 控制器 (4) 4通道DNA并有外部请求引脚 (5) 3通道UART (6) 2通道SPI

数字式小示波器的设计【开题报告】

开题报告 电子信息工程 数字式小示波器的设计 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 在现代电子测量中,示波器作为最常用的仪器之一,被我们广泛的应用于各个领域。众所周知,示波器可以用来观察、测量和记录各种瞬时电压电流,同时还可以通过波形的方式来显示电压电流与时间的关系。从波形中,我们可以知道所测信号的很多特征,包括信号的时间与相应的电压电流值、信号的周期与频率、信号的直流部份和交流部份、是否存在故障部件使信号产生失真、信号的噪声值及噪声随时间变化的情况、多个波形信号的比较等等。通过示波器的直观显示,我们能更加深入的理解被测对象。通常,示波器产生的是一个二维波形,它的Y轴方向上显示的是输入端接收的电压或电流信号,而X轴方向显示的则是它的时间参数。传统的模拟示波器,显示器件采用的是CRT(一种使用阴极射线管的显示器)。工作时,电子管发射的电子束经过加速、聚集后打在荧屏上面,从而发出荧屏光。由于现代计算机技术与微电子技术的不断发展,示波器已开始了从模拟向数字的过渡。同模拟示波器相比,数字示波器具有更多的优点,所以它开始逐步取代模拟示波器的地位,并成为市场上的主流产品。 通常,模拟示波器在非周期性单次瞬变信号的观测方面是比较难以实现的,但数字技术恰恰能够很好地解决这一问题。通过这一技术,我们就能将各种信号无失真地显示并存储。我们都知道,数字示波器是随着模—数转换器(即ADC)发展起来的,并且目前已逐步趋于实用化。由进一步的了解可知,数字示波器主要是利用A/D转换技术和数字存储技术来工作的。它将模拟信号经过A/D实时采样以产生数字信号并在存储器中长期保存。当该数字示波器进行工作时,它先对从探针中输入的模拟信号进行A/D转换,从而得到与输入瞬时值对应的一系列数值,并将这些数值进行存储。而存储后的数值经过处理器复杂的处理运算后,将被用于液晶显示器信源波形的绘制及信源波形各种参数的计算与分析。这就是数字示波器的基本工作原理。 由参考文献可知,我们所要设计的这个系统主要由单片机和液晶显示器两大部份组成[1,2,3]。其中,单片机是为满足工业控制而设计出来的,因此它的实时控制功能特别强,其CPU可以对I/O直接进行操作,位操作能力更是其它计算机不能比的。而且,由于CPU、I/O接口及存储器集成在一块芯片上,各部件之间连接紧凑,因此数据在传输时受到的干扰比较小,且不易受到环境条件的影响,可靠性极高。同时,单片机还具有体积小、价格低等优点,它非同寻常的嵌入式应用特点对于

虚拟数字示波器的设计和实现

一、绪论 1.1 虚拟示波器背景 示波器是电子测量行业最常用的测量仪器之一,主要用来测量并显示被测信号的参数和波形,在科学研究、科学实验以及现场监测等许多领域被广泛应用。随着科学研究的不断深入和各种高新技术的不断发展,传统示波器的诸如波形不稳定、测读不准确等许多缺陷逐渐显露出来,而且体积大,耗电多,越来越不能满足现代应用的需要。 “虚拟仪器”这一新概念测量仪器的诞生,使示波器突破了传统,在功能和作用等多方面发生了根本性变化。虚拟仪器将计算机和测量系统融合于一体,用计算机软件代替传统仪器的某些硬件的功能,用计算机的显示器代替传统仪器物理面板。 虚拟示波器是虚拟仪器的一种,它不仅可以实现传统示波器的功能,具有存储、再现、分析、处理波形等特点,而且体积小,耗电少。虚拟示波器使用功能强大的微型计算机来完成信号的处理和波形的显示,利用软件技术在屏幕上设计出方便、逼真的仪器面板,进行各种信号的处理、加工和分析,用各种不同的方式(如数据、图形、图表等)表示测量结果,完成各种规模的测量任务。鉴于虚拟示波器的种种优点及广泛用途,研究出性能优越、价格低廉的虚拟示波器是十分重要的。 1.2 性能指标 本示波器与常见的示波器比较,最大的特点是可以定量地给出信号的各种参量,比如最大、最小值和频率等,无需使用者再去数格子,然后还要计算。特别适合于学校教学实验的需求,在学校教学中可以直联投影机,使全体学生都可以远距离看到信号波形的演示。 本示波器采样USB接口,其频率比并口示波器略高,同样支持直流测量,可以定量测量信号,主要技术指标如下: 采样频率:共八挡可调:323.53kHz、100kHz、50kHz、20kHz、10kHz、5kHz、2kHz、1kHz。本机测量的信号频率应在70kHz以下。 最高输入电压:共两挡可选:±2.5V,±12.5V,如果接入10:1示波器探棒,最大输入电压可达±125V。 输入阻抗:1MΩ。 供电电压:无需外部供电,直接从PC机的USB口取电。 接口:USB接口。 二、硬件设计 具体电路原理图见附录一,从图中可以看出电路的输入信号调理部分和信号转换部分与常见的并口示波器相同,R10、R11、R12、R13、R14、C19、C20和C21构成输入交直流切换和衰减网络,提供交直流输入切换和1:1、1:5的输入信号切换功能;TL074中的一个运放U 1 A和其周边元件构成一个跟随放大器,提供了输入保护和阻抗转换功能;TL074中的另一个运放U1B

基于STM32的简易数字示波器

山东科技大学 课程设计报告 设计题目:基于STM32的简易数字示波器 专业: 班级学号: 学生姓名: 指导教师: 设计时间: 小组成员:

基于STM32的数字示波器设计 -----------硬件方面设计 摘要 本设计是基于ARM(Advance RISC Machine)以ARM9[2]为控制核心数字示波器的设计。包括前级电路处理,AD转换,波形处理,LCD显示灯模块。前级电路处理包括程控放大衰减器,极性转换电路,过零比较器组成,AD的转换速率最高为500KSPS,采用实时采样方式,设计中采用模块设计方法。充分使用了Proteus Multisim仿真工具,大大提高了设计效率,可测量输入频率范围为1HZ—50KHZ 的波形,测量幅度范围为-3.3V—+3.3V,并实现波形的放大和缩小,实时显示输入信号波形,同时测量波形输入信号的频率。 总体来看,本文所设计的示波器,体积小,价格低廉,低功耗,方便携带,适用范围广泛,基本上满足了某些场合的需要,同时克服了传统示波器体积庞大的缺点,减小成本。 关键词:AD ,ARM,实时采样,数字示波器

目录 前言---------------------------------------------------------------------------------3第一章绪论--------------------------------------------------------------------4 1.1课题背景---------------------------------------------------------------------4 1.2课题研究目的及意义----------------------------------------------------4 1.3课题主要的研究内容----------------------------------------------------5 第二章系统的整体设计方案--------------------------------------------6 2.1硬件总体结构思路--------------------------------------------------------6 第三章硬件结构设计------------------------------------------------------------7 3.1程控放大模块设计-------------------------------------------------------7 3.1.1程控放大电路的作用-------------------------------------------7 3.1.2程控放大电路所用芯片---------------------------------------7 3.1.3AD603放大电路及原理----------------------------------------8 3.2极性转换电路设计------------------------------------------------------10 3.3 AD转换电路及LED显示电路等(由组内其他同学完成) 第四章软件设计(由组内其他同学完成) 第五章性能能测试与分析--------------------------------------------------15 第六章设计结论及感悟-----------------------------------------------17参考文献----------------------------------------------------------------------18

电子类毕业设计方案经典题目集

本工作室承接电子类毕业设计论文一条龙服务!!!电子毕业设计:945701216 1.基于labVIEW虚拟滤波器的设计与实现 2.双闭环直流调速系统设计 3.单片机脉搏测量仪 4.单片机控制的全自动洗衣机毕业设计论文 5.FPGA电梯控制的设计与实现 6.恒温箱单片机控制 7.基于单片机的数字电压表 8.单片机控制步进电机毕业设计论文 9.函数信号发生器设计论文 10.110KV变电所一次系统设计 11.报警门铃设计论文 12.51单片机交通灯控制 13.单片机温度控制系统 14.CDMA通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析 15.仓库温湿度的监测系统 16.基于单片机的电子密码锁 17.单片机控制交通灯系统设计 18.基于DSP的IIR数字低通滤波器的设计与实现 19.智能抢答器设计

20.基于LabVIEW的PC机与单片机串口通信 21.DSP设计的IIR数字高通滤波器 22.单片机数字钟设计 23.自动起闭光控窗帘毕业设计论文 24.三容液位远程测控系统毕业论文 25.基于Matlab的PWM波形仿真与分析 26.集成功率放大电路的设计 27.波形发生器、频率计和数字电压表设计 28.水位遥测自控系统毕业论文 29.宽带视频放大电路的设计毕业设计 30.简易数字存储示波器设计毕业论文 31.球赛计时计分器毕业设计论文 32.IIR数字滤波器的设计毕业论文 33.PC机与单片机串行通信毕业论文 34.基于CPLD的低频信号发生器设计毕业论文 35.110kV变电站电气主接线设计 36.m序列在扩频通信中的应用 37.正弦信号发生器 38.红外报警器设计与实现 39.开关稳压电源设计 40.基于MCS51单片机温度控制毕业设计论文 41.步进电动机竹竿舞健身娱乐器材

基于STM32的数字示波器设计

山东科技大学电子技术综合实践报告 设计题目:基于STM32的简易数字示波器 专业:电子信息科学与技术 班级学号:电科10-1 1001050903 学生姓名: 指导教师: 设计时间:2013.6.18 摘要

本设计是基于ARM(Advance RISC Machine)以STM32为控制核心简易示波器的设计。包括前级电路处理,AD转换,LCD显示灯模块。前级电路处理由程控放大衰减器,极性转换电路组成,AD的转换速率最高为500KSPS,采用实时采样方式,设计中采用模块设计方法。可测量输入频率范围为1HZ—50KHZ的波形,测量幅度范围为-3.3V—+3.3V,实时显示输入信号波形,同时测量波形输入信号的峰峰值。 总体来看,本文所设计的示波器,体积小,价格低廉,低功耗,方便携带,适用范围广泛,基本上满足了某些场合的需要,同时克服了传统示波器体积庞大的缺点,减小成本,完全可以把本设计当做手持数字示波器。 关键词:AD ,STM32,实时采样,数字示波器

前言 (1) 第1章绪论 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2课题研究的目的和意义 (2) 1.3课题的主要研究工作 (3) 第2章系统整体设计方案 (3) 2.1硬件总体结构 (3) 2.2系统实现的原理介绍 (4) 2.2.1 STM32处理器介绍 (4) 2.2.2 LCD显示介绍 (5) 2.3软件整体设计 (6) 2.4数字手持示波器技术参数 (6) 第3章软件编程与调试 (7) 3.1软件设计总体框图 (7) 3.2键盘控制程序 (7) 3.3峰峰值测量程序设计 (8) 3.4LCD显示程序设计 (9) 第四章性能测试与分析 (11) 第五章总结 (13) 第六章参考文献 (14)

毕业设计论文——数字示波器

常州信息职业技术学院 学生毕业设计(论文)报告 系别:电子与电气工程学院 专业:微电子技术 班号:微071 学生姓名:俞斌 学生学号:0706033136 设计(论文)题目:数字示波器 指导教师:刘明建 设计地点:常州信息职业技术学院起迄日期:2009.8.1~2009.8.22

毕业设计(论文)任务书 专业微电子班级微071姓名俞斌 一、课题名称:数字示波器 二、主要技术指标:1:带宽:1GHZ 2:抽样率:5GS 3:记录长度:15KPts 4:垂直分辨率8bit 5:垂直精度±105% 6:带限20250MHZ 三、工作内容和要求:本设计的设计方案大致可分为几个步骤:首先我们要先了解数字示 波器是什么东西其次就是我们要了解数字示波器的一些数据和作用还有特点。然后我们才能 来设计数字示波器的方案,大致列出数字示波器的的内容和所要设计的内容,搜索资料更多 的了解数字示波器会对写设计有帮助,根据列表一步步完成设计。 要求:认真有耐性,要对每一个设计方案的步骤要熟悉,条理要分明清晰。要进行多次修改 争取做到最完善。 \ 四、主要参考文献[1] 全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品 选编[M].北京:北京理工大学出版社.2007. [2] 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛电路设计[M].北京:北京航空航天 大学出版社 2006. [3] 雷志勇.江建尧.数字存贮示波器的随机采样原理.

学生(签名)俞斌2009年6 月26 日指导教师(签名)刘明建2009年6 月26 日教研室主任(签名)2009年6 月27 日系主任(签名)2009年6 月28 日 毕业设计(论文)开题报告

数字示波器使用方法总结

数字示波器使用小方法 前言 本文的结构逐条编排,目的是使内容成为开放性和可添加型的,欢迎有经验的同事增加新的内容。 对本文中用到按键符号作如下规定: TRIGGER MENU→Type(main)→Edge(pop-up)→Coupling(main)→DC(Side) 代表按面板上的TRIGGER MENU键,再按显示屏下方的T ype键,重复按这个钮直到Edge高亮显示,再按显示屏下方的Coupling,再按显示屏右侧的DC键。 注:main代表显示屏下方的键,Side代表显示屏右方的键,pop-up代表一直按此键,直到项目高亮显示。 目录 一.安全问题 (1) 二.使用探头 (2) 三.触发方式 (11) 四.测试方法 (15) 五.小常识、小经验 (23)

一.安全问题 结论一示波器电源线要用三相插头良好接地(即接实验室的地线)说明为了避免电冲击对示波器造成损伤,输出及输入端进行电气连接前要保证示波器良好接地。 结论二探头地线只能接电路板上的地线,不可以搭接在电路板的正、负电源端说明交流供电系统或经整流后直流供电的系统的地一般都是接大地的。探头的地也是经示波器安全地线接大地的。如果探头的地搭在电路板上不是地的点上,就会造成此点和电源地短路,轻者使电路板工作不正常,重者会烧坏电路板或探头,造成严重后果。 尤其注意不能把探头的地接到电路板上的正、负电源端。 结论三不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头。 说明避免对示波器和探头造成损伤,尤其是有源探头。厂家说明。 结论四信号的幅度不要超过探头和示波器的安全幅度,以免造成损坏说明信号幅度超过±40V时,用有源探头P6245和P6243测量会造成探头的损坏。不同探头的幅度量程是不同的,要留心探头及示波器上的说明文字。

数字示波器使用..

数字示波器使用 §1 基本操作常识 一、功能检查 1.接通仪器电源. 仪器执行所有自检项目,并确认通过自检,按SA VE/RECALL按钮,从顶部菜单框,默认的探头菜单衰减系数设值定为10X. 2.将p2100探头上的开关设定为10x,并将示波器探头与通道1连接.将探头连接器上的插对准ch1同轴电缆插接件上的插头并插入,然后向右旋转以拧紧探头. 把探头端部和接地夹接到探头补偿器的连接器上. 3.按自动设置钮.几秒钟内,可见到方波显示 按ch1 菜单按钮两次以关闭通道1 , 按ch2 菜单按钮以打开通道2.. 二、探头补偿 在首次将探头与任一输入通道连接时,进行此调节,使探头与输入通道相匹配. 1.将探头菜单衰减系数设定为10x, 将探头上的开关设定为10x 并将示波器探头与通道1连接. 将探头端部与探头补偿器的5伏连接器相连,基准导线与探头补偿器的地线连接器相连,打开通道,然后按自动门置. 2.检查所显示波形的形状. 3.如必要,调节探头. 自校准:应将所有探头或导线与输入连接器断开,然后,按UTILITY辅助功能钮,选择DO SELF CAL执行自校准,以确认准备就绪。 三、探头衰减系数设定: 探头有多种衰减系数,它们会影响示波器垂直标尺度数. 如改变(检查)探头衰减系数设定值,按所使用通道的---垂直功能菜单钮, 然后按---探头钮旁的选择钮,直至显示正确的设定值. 该设定在再次改变前一直有效. 注意:出厂时预定值为10x. 确认在探头上衰减开关的设定与示波器上探头探头菜单的选项相同.探头开关的设定值为1 和10. 注意:衰减开关,设定在1 时探头将示波器的带宽限制在7兆,欲全带宽时,必将开关设定为10-. 四、基本概念 (一)触发: 触发决定了示波器何时开始采集数据和显示波形,一旦触发被正确设定.它可以把不稳定的显示或黑屏转换成有意义的波形. 示波器在开始采集数据时,先收集足够的数据用来在触发点的左方画出波形,示波器在等待触发条件发生的同时连续地采集数据.当检测到触发后,示波器连续地采集足够的数据以在触发点的右方画出波形. 1.信源: 触发可从多种信源得到:输入通道,市电,外部触发.

数字存储示波器的设计【开题报告】

毕业设计(论文)开题报告 题目:数字存储示波器的设计 专业:电子信息工程 一选题的背景、意义: 示波器是一种在显示屏幕上直观地显示被测信号波形的测量仪器,除了可以直接测量电信号外,通过传感器的转换,示波器也能测量非电量的信号。1931年,在美国通用无线电公司研制出第一台模拟示波器。1972年,出现了具有数字存储功能的新型智能化示波器:数字存储示波器。数字存储示波器是随着数字集成电路技术的发展而出现的采用模数转换和数字存储技术的新型数字化、智能化示波器,由于具有自动刻度、预触发、容易实现高带宽、波形及设置存储、程序控制和自动测量等先进功能,正迅速全面替代模拟示波器,成为电子工程师的有力助手[2]。 数字存储示波器,是对被观测的电子信号进行波形采集、显示、测量、存储及分析的仪器。波形采集与显示是数字存储示波器作为示波仪器的基本功能,测量、存储及分析是数字存储示波器作为数字化仪器的智能功能。 根据采样技术的不同,数字存储示波器可以分为三类:顺序采样示波器、随即采样示波器、实时采样示波器。 数字存储示波器是随着数字集成电路技术的发展而出现的新型智能化示波器,已经成为电子测量领域的基础测试仪器。随着新技术、新器件的发展,它正在向宽带化、模块化、多功能和网络化的方向发展。数字存储示波器的优势是可以实现高带宽及强大的分析功能。现在高端数字存储示波器的实时带宽已达到20GHZ,可以广泛应用于各种千兆以太网、光通讯等测试领域。而低端数字存储示波器几乎可以应用于国民经济各个领域的通用测试,同时可广泛应用于高校及职业学校的教学,为社会培养众多的后备人才。数字存储示波器的技术基础是数据采集,其设计技术可以应用于更广泛的数据采集产品中,具有深远的意义。 二相关研究的最新成果及动态: 1)国外的研究概况 自从1972年世界上第一台数字存储示波器(DSO,又称数字示波器)问世以来,经历了三个发展阶段。

相关文档
最新文档