一款基于51单片机的简易示波器设计

一款基于 51 单片机的简易示波器设计

随着电子通信以及教学事业的发展，示波器的应用越来越广泛，它在教学 中所起到的作用越来越重要，示波器可以测量信号的幅度，频率以及波形等等， 但是高精度的示波器非常昂贵，对于非盈利事业的教学组织来说无疑不合适， 所以提出了一种以单片机为控制核心的简易示波器设计方案。它由前向控制部 分，数据采集和存储部分，51 单片机控制部分以及按键和 MS12864R 显示部分 组成。

1 简易数字示波器的工作原理以及总体框架

本设计硬件电路部分由单片机控制系统电路，前向输入调理电路，模数转换 和存储电路，以及按键显示电路组成。其工作的基本思路就是以单片机为控制 核心，让 AD 芯片完成数据的离散化，采集数据经过缓冲暂存于存储器里面， 当波形显示时，单片机从存储器的读使能端读取采集数据存于数组中，然后进 行相应的数据处理并把所存取得数据按一定的顺序打在液晶显示器相应的位置 上，从而再现波形信号;其中输入调理电路由阻抗变换电路，信号抬升电路以及 频率测量电路构成，阻抗变换电路是为了提高输入阻抗，信号抬升是为了使信 号的幅度满足 AD 芯片的输入幅度要求，频率测量电路主要是测量周期性信号 的频率。总体设计框图如图 1 所示。 2 硬件设计 2.1 前端信号的处理

本模块具有两大功能，一是输入信号位置的变换;二是信号波形的变换。 信号位置的变换主要由阻抗变换电路，信号抬升电路构成，阻抗变换采用 ua741 构建的阻随放大电路，信号抬升电路采用 ua741 构成的加法电路，信号 位置的处理主要是对被测输入信号在幅度与偏移方面进行线性处理，使信号在