基于PIC單片機的簡易數(shù)字示波器設(shè)計
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2．1 程控電路設(shè)計
程控電路的作用是對輸入信號進(jìn)行衰減或放大調(diào)整，使輸出信號電壓在AD轉(zhuǎn)換器輸入電壓要求范圍內(nèi)，達(dá)到最好的測量與觀察效果，這就要求運算放大器在規(guī)定帶寬內(nèi)的增益一定要平坦，選用NSC公司生產(chǎn)的LM6172運算放大器，帶寬為100MHz，轉(zhuǎn)換速率3000v／μs。圖2是程控電路原理圖的一部分。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/170638.htm
2．2 采樣電路設(shè)計
AD轉(zhuǎn)換電路將被測信號采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號存入存儲器，它直接決定著數(shù)字示波器所能測量的最高頻率，在本電路中選用的8位高速AD轉(zhuǎn)換器ADS830E，采樣頻率為10kSa／s～60MSa／s。
ADS830E的每個時鐘周期進(jìn)行一次DA轉(zhuǎn)換，采樣率就是時鐘頻率，可以方便地通過控制采樣時鐘來控制采樣率，而且ADS830E的輸入電壓幅度是可以編程控制的，RSEL引腳為控制引腳，當(dāng)置高電平時，ADS830E的輸入電壓范圍是1．5～3．5V，即2Vpp；當(dāng)置低電平時，輸入電壓范圍是2～3V，即1Vpp。
由程控放大電路調(diào)整后的信號分成兩路，一路進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行采樣，采樣所得的數(shù)據(jù)由74LVC574鎖存緩沖后送入FIFO存儲器。在AD轉(zhuǎn)換器與PIC單片機之間加入FIFO的作用是起到高速數(shù)據(jù)緩沖的作用，因為AD轉(zhuǎn)換器的最高工作頻率為60MHz，遠(yuǎn)高于單片機的工作頻率，所以讓FIFO與AD轉(zhuǎn)換器同步工作存儲AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)FIFO存儲器存滿后引腳被拉高，通知單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，這時單片機禁止AD轉(zhuǎn)換器與FIFO存儲器的時鐘使能信號，F(xiàn)IFO的控制權(quán)交給單片機。
2．3 顯示控制電路設(shè)計
顯示的核心是LCD在不同的坐標(biāo)位置上打點，眾多的點聯(lián)系在一起就成了圖形。前面敘述了由于PIC單片機讀取數(shù)據(jù)的速度跟不上高速的采樣速率造成了在接收中要有個緩存的部分，此處采用了FIFO存儲器。FIFO的特點是速度快、雙端口、輸入和輸出分開，而且擁有空滿標(biāo)志。它可以從一端讀入數(shù)據(jù)，不會使得AD轉(zhuǎn)換器和PIC共用一個I／O口，在處理數(shù)據(jù)上很方便。
PIC單片機對采集到的數(shù)據(jù)顯示的過程是先對FIFO做是否滿判斷，確認(rèn)采集到足夠的數(shù)據(jù)來顯示，然后清除屏幕上已有的圖像，之后判斷數(shù)據(jù)是否在屏幕顯示的范圍內(nèi)，若超出范圍，將兩組數(shù)據(jù)合理組合得到在屏幕上顯示的數(shù)據(jù)，通過調(diào)用顯示函數(shù)顯示出來。后面的數(shù)據(jù)只需讀出一組，通過和之前的數(shù)據(jù)運算和處理顯示出來，這樣就可繪制出連續(xù)的波形了。
對顯示的控制采用鍵盤按鍵，鍵盤電路采用6個信號接口控制24個鍵，大大節(jié)省了單片機控制所使用的I／O口。鍵盤的24個鍵被分為3組，每一組對應(yīng)于一個741s148，它是一個3／8譯碼器，當(dāng)有一個鍵被按下，則其中一個被置低電平，741s148有三個口D0、D1、D2，這三個口可指出其中哪個鍵被按下，如Y1檢測電平拉低，則D0、D1、D2對應(yīng)是101。圖3是鍵盤控制電路圖。
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