基于单片机的数字存储示波器设计

王 娟，王仁波，魏 雄

（东华理工大学机械与电子工程学院，江西 南昌 330013）

1 原理与设计

1.1 系统的硬件设计

待测信号经限幅放大电路分两路进入单片机系统，一路送入施密特触发器整形得到单片机计数所需的矩形波信号，通过选择测量频率的方法进行频率测量；一路经模/数转换器进入单片机进行数据的采集与存储，然后通过数/模转换器将还原的模拟信号在示波器上显示出来。这样我们的整个硬件设计工作便有两大部分组成：频率测量、存储显示。

图1 系统硬件原理框图

（1）频率测量部分。正弦波或方波信号的频率是由每秒钟振荡的次数来表示的。为了检测一个持续的信号的频率，我们仅仅只需数它的振荡次数就可以了。假设我们所取样的信号在某个时间段内频率是不变的。我们采用应用比较普遍的单片机AT89C51来实现频率测量。频率测量分三步进行：①通过一个施密特触发器74LS132（整形芯片）把经放大后的信号转换成单片机所需的方波信号。②先通过测频法测出其大致频率最后决定用测周法或测频法。③然后将计的数送AT89C51，进行处理，送数码管显示得出频率。

（2）波形存储与显示部分。被测信号经过放大整形电路,进入ADC0809（模／数转换器）进行A/D转换，将转换后的数字量送入单片机。由单片机根据不同的要求对采集的数据进行存储和运算，将存储后的结果在通过DAC0832（数／模转换器）在示波器上复现出来，并可通过运算放大器部件对输出波形进行放大、缩小的变换。……