简易示波器课程设计报告.doc

课程设计报告 课程名称 综合电子设计 题 目 简易数字示波器 指导教师 起止日期 系 别 自 动 化 专 业 自动控制 学生姓名 班级/学号 成 绩 摘要 本系统由CPLD，单片机控制模块，键盘，LED，幅度控制模块，低通滤波模块组 成，采用当前主流DDS 技术完成，能产生从1HZ-260KHZ 正弦波，方波，三角波以及这三种同频率波的线性组合，失真度限制在6%之内。 一、 功能介绍 1. 具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的性能。 2. 用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形。 3. 输出波形频率范围为1Hz~200kHz（非正弦波频率按10 次谐波计算；重复频 率可调，频率步进间隔1Hz。） 4. 输出波形幅度范围 0～5V（峰-峰值），可按步进为0.1V（峰-峰值）。 5. 具有显示输出波形种类、重复频率（周期）和幅度的功能。 6. 增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3％（负载变 化范围：100Ω~∞）。 二、 方案论证与比较 常见信号源的制作方法有： 方案一：采用锁相式频率合成。将一个高稳定度和高精确度的标准频率经过加减 乘除的运算产生同样稳定度的大量离散频率技术，它在一定程度上既要频率稳定精确，又要频率在很大范围内可变的矛盾。但频率受VCO 可变频率范围的影响，高低频率比不可能做的很高，而且只能产生方波和正弦波。 方案二：采用模拟奋力元件或单片压控函数发生器MAX0832，可产生正弦波，方 波，三角波，通过调整外部元件可改变输出频率，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接的电阻电容对参数影响很大，不能实现波形运算输出等智能化的功能。 方案三：采用DDFS，即直接数字频率合成技术，以Nyquist 时域采样原理为基础， 在时域中进行频率合成，它可以快速转换频率，频率，相位，幅度都可以实现程控，便于单片机控制，所以，本系统采用此方案。 三、 系统设计 系统总体设计方框图： 系统设计方案： 1、实现A/D芯片的模数转换功能，通过keil的watch窗口观察ADC0读取的数据的变化。 2、设置合适的采样频率和采样时间，对输入信号进行连续采样，对规定时间内的采样结果进行存储。 3、对已有数据进行D/A转换，实现数字量到模拟量的变化，并在示波器上显示结果。 4、添加单次按键触发等功能，实现在满足触发条件后，对一个采样周期内的输入进行存储和连续显示。 增加1通道输入，实现双踪示波。 6、综合上述情况实现完整的数字双踪示波器。 四、 单元电路设计及其初始化 ADC0电路的设计 初始化程序为： void ADC0_Init (void) { ADC0CN = 0x05; // ADC0 T3定时采样,左对齐 REF0CN = 0x03; // 启用内部基准源 AMX0CF=0x00; // 选择采样输入源 ADC0CF = ((SYSCLK/2500000)-1) 3; // ADC conversion clock = 2.5MHz ADC0CF = 0xf8; ADC0GTH=0Xff; ADC0GTL=0Xff; ADC0LTH=0X00; ADC0LTL=0X00; // PGA gain = 2 EIE2 |= 0x02; // 启用 ADC 中断 } 采用数据左对齐存储方式。由0端口输入。T3定时器启动，当T3溢出时启动ADC0。转换结束时产生15号中断。执行中断程序。 DAC电路的设计 初始化程序： void DAC0_Init(void) { DAC0CN = 0x82; } void DA0_Out (unsigned int con_volt) { con_volt=con_volt2; DAC0L=con_volt%256; DAC0H=con_volt/256; } 其中控制字DAC0CN说明如下：采用更新于写入DAC0H时，数据格式为高八位的低六位和低八为的高六位。 五、 软件设计 1.软件流程图： 相关