基于PIC單片機(jī)的簡易數(shù)字示波器設(shè)計(jì)

主程序在上電初始化后，等待信號(hào)采集，查詢AD轉(zhuǎn)換是否完成，AD轉(zhuǎn)換完成后，數(shù)據(jù)寫入FIFO存儲(chǔ)器，當(dāng)FIFO存儲(chǔ)器寫滿后，F(xiàn)IFO寫滿標(biāo)志位觸發(fā)單片機(jī)的數(shù)據(jù)讀取程序，把采樣數(shù)據(jù)讀取到單片機(jī)內(nèi)，根據(jù)先前的按鍵狀態(tài)所設(shè)置的功能寄存器內(nèi)容，處理數(shù)據(jù)，并在LCD上顯示需要的波形。
AD轉(zhuǎn)換程序在一定的采樣時(shí)間內(nèi)，對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，由定時(shí)器定時(shí)產(chǎn)生中斷，在采樣中斷到來時(shí)開啟AD轉(zhuǎn)換，AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到指定的區(qū)域。通過控制定時(shí)器定時(shí)的時(shí)間即可控制不同的采樣率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻率段數(shù)據(jù)的采集。由于AD轉(zhuǎn)換時(shí)間的限制，不能采集頻率高韻信號(hào)波形，對(duì)此采用等效采樣模式，等效采樣是指多個(gè)信號(hào)周期連續(xù)采樣來復(fù)現(xiàn)一個(gè)信號(hào)波形，采樣系統(tǒng)能以擴(kuò)展的方式復(fù)現(xiàn)頻率大大超過奈奎斯特極限頻率的信號(hào)波形。
顯示子程序?qū)⑥D(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)量顯示在LCD相應(yīng)的點(diǎn)上。橫軸用于顯示耐間，縱軸顯示電壓大小的值，先計(jì)算出某一個(gè)待顯示數(shù)字量在橫軸上的位置，再根據(jù)數(shù)字量的大小計(jì)算出在縱軸上的位置，這樣就能在顯示器上顯示出該數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。將所采集的點(diǎn)依次顯示后在屏幕上看到的即為信號(hào)的波形。
讀寫子程序的功能是將想要存儲(chǔ)的信號(hào)波形存儲(chǔ)起來，以便以后觀看波形細(xì)節(jié)。按鍵處理子程序的功能主要是根據(jù)不同的輸入，選擇不同的功能。采用行列掃描的方式對(duì)按鍵進(jìn)行掃描，當(dāng)掃描的某一按鍵按下時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的功能。

4 結(jié)束語
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、清晰，充分利用單片機(jī)內(nèi)部資源，實(shí)現(xiàn)了普通示波器的基礎(chǔ)功能如信號(hào)測量、頻率測量、觸發(fā)電平可調(diào)，垂直與掃描檔可變等，同時(shí)又?jǐn)U展了按鍵波形存儲(chǔ)，單次觸發(fā)等功能，可應(yīng)用于儀表實(shí)時(shí)顯示動(dòng)態(tài)波形，具有良好的使用前榮。如果選用性能更好的模擬開關(guān)和運(yùn)算放大器，更合理的電阻，可提高信號(hào)調(diào)理電路的放大準(zhǔn)確度，增大測量幅度范圍。