毕业论文_数字存储示波器文档60页原创精品 ㊣ 精品文档 值得下载

电子测量领域的基础测试仪器。

其技术基础是数据采集，该技术可以应用于更广泛的数据采集产品中，具有深远的意义。

本文介绍了数字存储示波器的基本概念及原理，描述设计了个简易的基于单片机的数字存储示波器的硬件和软件的实现过程，并通过调试实现了其功能和主要技术指标。

其硬件部分主要由单片机系统输入调理电路转换器存储器按键和液晶显示组成。

实现过程是以单片机为控制中心为存储器，通过模数转换器，实时采样实现对输入信号的提取，并进行数字化的存储，显示及相应的按键功能。

软件部分由主程序和子程序模块组成，主要实现了转换器的启动及对采样数据的存储，频率及幅值的计算，按键及液晶屏的控制。

程序是在的集成开发环境中用语言写成，模块化的编程使得程序具有可读性和易于维护的特点。

最后，用设计并制作了数字示波器的印制电路板。

并完成了样机的制作和调试。

在实验室里，进行了测试，结果表明系统达到设计要求。

关键词数字存储示波器，单片机，转换器，存储器，显示前言选题的背景意义和研究现状选题的背景和意义国内外研究现状设计的任务和要求设计的基本要求课题的具体工作内容论文的结构安排数字示波器的基本原理数字存储示波器的基本原理系统的方案设计系统的控制输入模拟信号的处理数字信号的采集与存储系统硬件电路的设计单片机及其外围电路信号输入电路单元输入调理电路设计阻抗变换电路设计电平移位电路设计频率计算电路设计转换电路芯片的选取转换电路的硬件设计存储单元电路存储芯片的选取存储单元硬件电路设计按键控制电路液晶显示接口电路系统功能的软件设计主程序设计及流程图频率及幅值计算子程序设计频率计算的原理及程序流程图幅值计算的原理及程序流程图按键子程序显示子程序存储示波器的制作与调试调试和测试所用的仪器样机的制作与调试设计软件调试测试与结果分析测试方案及方法测试数据记录测试结果分析结论和展望结论展望致谢参考文献附录前言选题的背景意义和研究现状选题的背景和意义年的诺贝尔物理奖得主于年发明世界上第台阴极射线管示波器，至今许多德国人仍称为布朗管。

根据的文献记载年英国的公司发明了第台的数字示波器，到年惠普科技安捷伦科技前身发明了全球第台混合信号示波器，数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来，其应用越来越广泛，已成为测试工程师必备的工具之。

时间到了世纪这是个科学和技术都在飞速发展的时代，随着电子技术计算机技术通信技术和自动化技术的高速发展，电子测量仪器也有了巨大的发展。

数字式示波器就以其存储波形及多种信号分析计算处理等优良的性能从而逐步取代模拟示波器。

用数字示波器能完成对信号的次性采集，把波形存储起来，还可以通过移位操作观察波形的任何部分等等。

数字存储示波器是随着数字集成电路技术的发展而出现的新型智能化示波器，己经成为电子测量领域的基础测试仪器。

随着新技术新器件的发展，它正在向宽带化模块化多功能和网络化的方向发展。

数字存储示波器的优势是可以实现高带宽及强大的分析功能。

现在高端数字存储示波器的实时带宽已达到，可以广泛应用于各种千兆以太网光通讯等测试领域。

而低端数字存储示波器几乎可以应用于国民经济各个领域的通用测试，同时可广泛应用于高校及职业学校的教学，为社会培养众多的后备人才。

数字存储示波器的技术基础是数据采集，其设计技术可以应用于更广泛的数据采集产品中，具有深远的意义。

为了巩固大学年来所学的知识，将课本上的理论知识运用到实际中，而且能掌握和了解本专业的仪器测量这块的先进发展趋势，我选择了简易数字存储示波器这个题目作为的大学毕业设计题目。

国内外研究现状自从年世界上第台数字存储示波器，又称数字示波器问世以来，经历了三个发展阶段。

年以前为发展的初期阶段，当时的取样率较低，般不超过，带宽在以下，结构形式以数字存储加传统模拟示波器二合的组合式为主，功能少，性能低。

主要代表性产品有美国哥德公司生产的，公司生产的。

年年，伴随高速和高速的迅速发展，的发展也进入了快车道，取样率达到了，记录长度超过。

每年各示波器生产厂商都推出新的型号，技术上开始走向成熟。

年，公司率先停止了模拟示波器的生产，专心培育数字示波器市场。

到年，的销售额就超过了传统模拟示波器，使持续将近半个世纪的模拟示波器市场发生动摇。

年以后，在技术上己经成熟，带宽在以上，已经完全取代了模拟示波器。

年月，公司推出了具震撼性的数字存储示波器，带宽，上升时间，最高采样率。

这时，除了继续提高取样率最高达带宽达和增加记录长度达外，制造商开始向以下带宽的通用方向发展，并且性价比迅速提高。

年，公司面向通用市场推出了带宽的数字存储示波器及首款混合信号示波器。

公司在后续推出的系列混合信号示波器中提供了强大的串行触发能力，包括和等。

通用的单台价格己接近同档次的模拟示波器水平。

目前，以下的，将与模拟示波器同时并存发展。

虽然模拟示波器本身也在不断的数字化，增加数字显示和光标测量的功能。

但是，模拟示波器无法具备所特有的预触发存储和数据处理等测量功能。

可以预计，通用全面取代模拟示波器的日子不会很远了。

目前，数字存储示波器的代表性产品，国外的主要有公司的系列，公司的系列。

国内的研制工作起步较晚，第台于年在电子部研究所研制成功，但是起步水平较高，最先推出的是取样率为，带宽分别为和的两个型号产品。

到年就把带宽提高到了。

年把取样率提高到。

研制中的带宽的深存储型已经取得了阶段性成果。

目前主要的生产厂家是美国安捷伦公司泰克公司力科公司台湾的固纬公司国内的中国电子科技集团第研究所和北京普源精电公司等。

设计的任务和要求设计的基本要求要求仪器的输入阻抗大于Ω。

要求设置二档扫描速度，误差。

要求设置二挡垂直灵敏度，误差。

仪器的频率范围为，触发方式采用内触发。

观测波形无明显失真。

课题的具体工作内容原始数据输入信号频率。

存储深度。

技术要求测量准确度点阵式液晶显示工作要求组建基于单片机的简易数字示波器的总体结构框图，如图所示根据设计测量范围和准确度要求，通过理论分析和计算选择电路参数根据操作功能要求，确定键盘控制功能按设计要求确定显示位数指示类型和单位采用语言编写应用程序并调试通过对系统进行测试和结果分析撰写论文。

图系统的原理框图论文的结构安排前言，示波器的基本原理，系统硬件电路的设计，系统功能的软件设计，存储示波器的制作与调试，结论与展望。

数字示波器的基本原理数字存储示波器的基本原理数字存储示波器的组成原理个典型的数字示波器原理框图如图所示，它又分实时和存储两种工作模式，当处于实时工作模式时，其电路组成原理和般模拟示波器是样的。

当处于存储工作模式时，它的工作过程般分为存储和显示两个阶段，在存储工作阶段，模拟输入信号先经过适当的放大或衰减，然后经过取样和量化两个过程的数字化处理，将模拟信号转化成数字化信号，最后，数字化信号在逻辑控制电路的控制下次写入到中。

衰减器放大器延迟线垂直放大器扫描发生器水平放大器触发电路转换器存储器转换器逻辑控制电路微处理器地址计数器转换器输入实时存储外触发内外实时存储至偏转板至偏转板实时存储图数字示波器原理框图上述取样是获得模拟输入信号的离散值，而量化则是每个取样的离散值经转换器转换成二进制数字。

且取样，量化及写入过程都是在同时钟频率下进行的。

在显示工作阶段，将数字信号从存储器中读出来，并经转换器转换成模拟信号，经垂直放大器放大加到的偏转板。

与此同时，的读地址计数脉冲加之转换器，得到个阶梯波的扫描电压，加到水平放大器放大，驱动的偏转板，从而实现在上以稠密的光点包络重现模拟信号。

显示屏上显示的每个点都表示数字存储示波器捕获的个数据字，点的垂直屏幕位置由对应的存储单元的二进制数据给出，点的水平屏幕位置由对应的存储单元二进制地址给出。

若经转换的模拟信号内插器的插值处理，还可以使点显示变为连续显示。

数字存储示波器对模拟量进行实时取样。

实时取样是对个周期内的信号的不同点取样，它与取样示波器的跨周期取样是不同的。

个取样点得到的数字量分别存储于地址号为的个存储单元中，这样，采样点所存储的地址信息即表示了采样点的时间信息。

在显示时依序取出采样离散化数据，经变换后的输出送到偏转板同时存储单元地址号从也经过转换，形成阶梯波，并送到偏转板。

在共同作用下，荧光屏上将显示离散的亮点。

只要方向和方向的量化程度足够精细，这些离散的亮点就能准确代表被测波形。

将数字存储技术和微处理器用于取样示波器，可以构成存储取样示波器。

数字存储示波器的工作方式数字存储示波器的功能数字存储示波器的随机存储器按功能可分为信号数据存储器，参考波形存储器，测量数据存储器和显示缓冲存储器四种。

信号数据存储器存放模拟信号取样数据参考波形存储器存放参考波形的数据，它采用电池供电，或采用非易失性存储器，故可以长期保存数据测量数据存储器存放测量量与计算的中间数据和计算的结果，和般微机化仪器的随机存储器作用基本相同显示缓冲存储器存放现时代波形，荧光屏上显示的信息均有显示缓冲存储器提供。

触发工作方式数字存储示波器的触发方式包括常态触发和预置触发两种方式常态触发常态触发是在存储工作方式下自动形成的，同模拟示波器基本样，可通过面板设置触发电平的幅度和极性，触发点可处于复现波形的任何位置及存储波形的末端，触发点位置通常用加亮的亮点来表示。

预置触发预置触发即延迟触发，是人为设置触发点在复现波形上的位置，它是在进行预置之后通过微处理器的控制和计算功能来实现的。

由于触发点位置的不同，可以观测到触发点前后不同区段上的波形，这是因为数字存储示波器的触发点只是个存储的参考点，而不定是取样，存储的第点。

预置触发对显示数据的选择带来了很大的灵活性。