阳泉学院信息工程与自动化系课程设计任务书_new重点解读.doc

PAGE 19 PAGE PAGE 1 阳泉学院信息工程与自动化系 课程设计任务书 学 生 姓名 张海龙 专业 电气自动化技术 指导教师 姓名 米娟芳 类别 学号 130723046 班级 13级电气2 职称 讲师 本校 一、设计题目 简易LCD数字示波器的设计 设计任务 利用AT89C52单片机进行过程控制，通过LCD12864进行电路测量 签 字 栏 设计工作起止日期： 2015年6月8日至2015年6月19日 教师审核 指导教师 （签字） 日期 年 月 日 单片机原理及其应用课程设计报告 题目名称：简易LCD数字示波器的设计 姓 名： 张海龙 学 号： 130723046 班 级： 电气2班 指导教师： 米娟芳 成 绩： 阳泉学院信息工程与自动化系 内容提要 随着电子技术的发展和变化，对电路测量的要求也变得更高，在电子制作中会发现对很多参数的测量已不是一块万用表所能胜任的了，比如单片机某I／O口的输出波形或制作放大器测其频率响应等等。所以，示波器自然而然地与万用表一样，变成了电子工程师和爱好者的必备工具。 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。 现代数字存储示波器首先对模拟信号进行高速采样获得相应的数字数据并存储。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，从而获得所需的各种信号参数（包括可能需要使用万用表测试的一些元器件电气参数） 。 根据得到的信号参数绘制信号波形， 并可对被测信号进行实时的、 瞬态的分析，以方便用户了解信号质量，快速准确地进行故障的诊断。 ?测量开始时，操作者可通过中文界面选定测量类型（波形测量、元件测量） 、测量参数（频率/周期、有效值、电阻阻值、二极管通断等）及测量范围（可选自动设置，由仪器自动设置最佳范围） ；微处理器自动将测量设置解释到采样电路，并启动数据采集；采集完成后，由微处理器对采样数据按测量设置进行处理，提取所需要的测量参数，并将结果送显示部件。 如果需要，用户可选择自动测试方式：微处理器在分析首次采样得到的数据后会根据具体情况调整、修改测量设置，并重新采样。在经过几次这样的“采样-分析-调整-重采样”循环后，示波表即可完成即触即测功能，而无须人工调换量程，便于手持操作。 显然，数字存储示波器与传统的模拟示波器相比具有很多突出的优点： ·可以根据被测信号的特点自动确定和调整测试条件，真正实现自动、离手测试。 ·能够较容易地实现对高速、瞬态信号的实时捕获。 ·在波形存储与运算方面有着明显的长处。 设计方案： 1.原理图模块： 变换电路 变换电路 信号输入 模数转换电路 CPU AT89S52 LCD12864 波形显示 独立键盘 电源 整个原理图模块 2.5V基准电压 TL431 分频 电路 变换电路： 双12V电源输入 双12V电源输入 5V电源输出信号输入 5V电源输出 信号 输入 信号输出 LCD128645V电源输入信号输入主电路： LCD12864 5V电源输入 信号输入 二分频电路 二分频电路 电源电路 双12V变压输入可调电源 双12V变压输入 可调电源 输出 2．设计原理 原理： 信号发生器中送出的是交流信号，而模数转换器只能采样正的电压信号。所以需要通过一个变换电路将双极性的电压信号转换为单极性的电压信号，采用两个运放第一个运放（运放还起到阻抗匹配的作用）为反向比例相加器，由TL431得到2.5V的电压与信号叠加使输入信号整下降2.5V，在经第二个运放为方向电压跟随而得到前部为正的电压信号（前提是峰峰值不能超过5V），再将信号送入模数转换模块进行模数转换（AD0809需要640khz频率的时钟信号所以需要将单片机ALE引脚输出的2Mhz的时钟信号进行二分频得到1Mhz的时钟信号）得到数字信号，再送入单片机进行处理得到相应的坐标点，再经LCD12864的画线画点功能进行波形显示。由于单片机的处理速度有限