摘要
技术和性能上的优越性,使得数字存储示波器不断取代模拟示波器。但是,数字存储示波器的高价格,又让这种趋势得到了一定程度的抑制。同时由于普通模拟示波器本身也有某些优点是数字示波器不存在的，所以如何在普通模拟示波器的基础上，设计出一种物美价廉的功能类似数字存储示波器的智能示波器便成为一个很有实用价值的研究课题。本设计在研究了简易数字存储示波器的组成结构和设计方案的基础上,采用单片机技术和集成电路技术,对该简易数字存储示波器的控制器模块、信号显示模块、部分人机界面、信号采样模块等进行了设计,给出了各部分的硬件原理图和软件流程图。最后，为了完善系统，本设计进行了系统容错能力，抗干扰的设计。本设计系统中各部分模块可以独立应用于简易数字存储示波器中。
关键词:单片机；示波器；控制器；信号输入；信号复现；硬件电路；软件流程
目录
引言………………………………………………………………………………1
1 系统的设计要求和设计方案………………………………………………2
1.1 系统的设计要求…………………………………………………………2
1.2 系统的总体方案……………………………………………………………3
1.3 系统的组成结构……………………………………………………………4
2 主控模块设计…………………………………………………………………6
2.1 主控模块的硬件设计………………………………………………………6
2.1.1 最小系统设计……………………………………………………………6
2.1.2 89C52单片机………………………………………………………………7
2.1.3 系统资源使用分配………………………………………………………8
2.1.4 数据的掉电保护…………………………………………………………9
3 人机界面模块设计……………………………………………………………13
3.1 人机界面与参数设定开关量信号电路设计 ………………………13
3.1.1 显示方式设定电路与衰减分压设定电路…………………………13
3.1.2 采样周期选择电路……………………………………………………13
3.1.3 手动/自动采样触发信号产生电路 ………………………………14
4 信号输入通道与信号采样模块的设计…………………………………16
4.1 A/D芯片的选用及说明…………………………………………………16
4.2 信号采样模拟电路的设计 ……………………………………………17
4.2.1 信号采样模拟电路设计………………………………………………17
4.2.2 电路设计说明…………………………………………………………18
5 信号复现模块的设计………………………………………………………23
5.1信号复现的各种具体要求………………………………………………23
5.2设计的基本思路……………………………………………………………23
5.3信号复现模块的硬件设计………………………………………………24
5.3.1 转换器DAC0832的结构与应用特性………………………………24
5.3.2 转换器AD7520的结构与应用特性…………………………………25
5.3.3 电流/电压转换及输出幅值调节……………………………………26
5.3.4 8位输出通道的设计……………………………………………………27
5.3.5 10位输出通道的设计…………………………………………………27
5.3.6 在普通示波器上显示汉字及字符的原理阐述…………………30
6 数据通信接口模块……………………………………………………………32
7 系统的软件设计………………………………………………………………33
7.1主控模块的软件设计………………………………………………………33
7.2信号采样模块中的软件设计……………………………………………35
7.3信号复现模块的软件设计………………………………………………35
7.4数据通信接口的软件设计………………………………………………41
8 容错设计原理及其实现……………………………………………………44
8.1容错设计的一般思想………………………………………………………44
8.2系统的自诊断设计…………………………………………………………44
8.2.1 硬件自诊断的常用方法………………………………………………44
8.2.2 自诊断的硬件条件……………………………………………………44
8.3自诊断的软件实现…………………………………………………………45
8.3.1 CPU的诊断………………………………………………………………45
8.3.2 ROM的诊断………………………………………………………………48
8.3.3片外数据存储器RAM的诊断…………………………………………49
8.4系统的抗干扰设计…………………………………………………………49
8.4.1 硬件抗干扰措施………………………………………………………49
8.4.2 软件抗干扰措施………………………………………………………49
9 结论………………………………………………………………………………51
致谢…………………………………………………………………………………52
参考文献…………………………………………………………………………53
附录A 译文…………………………………………………………………………………54
附录B 外文文献……………………………………………………………………………63
