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简易数字存储示波器中控制器模块的规划

1简易数字存储示波器的组成结构通过对简易存储示波器的功能分析,可以得到其组成结构如图1所示。整个系统由控制器模块、人机界面接口

1 简易数字存储示波器的组成结构

  经过对简易存储示波器的功用分析,能够得到其组成结构如图1所示。整个体系由操控器模块、人机界面接口、信号输入通道、信号显现模块和数据通信接口组成。由于篇幅所限,本文仅介绍操控器模块的规划。

2操控器模块规划计划

  一般来说,操控器模块应该具有以下一些主要功用:在满意触发条件时能发动对被测信号进行收集、存储、显现;

依据被测信号的频率规划确认相应的采样速率;

在对存储的信号进行显现时,能够挑选一个适宜的速率将存储的信号数据读出并康复为模仿量;

为了使得A/D在适宜的模仿输入信号起伏下进行转化,应能依据笔直灵敏度的要求挑选信号调度电路的增益。

  能完结上述功用要求的操控器能够有如下3种计划供挑选:

(1)用大规划集成电路完结,例如杂乱可编程逻辑器材CPLD;

(2)用单片机完结,例如现在盛行的MCS-51系列单片机;

(3)用单片机和杂乱可编程逻辑器材一起完结。

  在上述3种计划中,计划(1)可编程逻辑器材作业速度快,为ns量级,能够满意规划对最高采样速率的要求,可是硬件量大,规划杂乱且难度大,调试进程繁琐。计划(2)的长处在于体系规划较小,有必定灵活性,但不适宜于调查高速信号或杂乱信号。但由于单片机的作业速度取决于其机器周期,现在12 MHz时钟单片机的机器周期为1μs,在采样速率不是太高的状况下,完全能够满意要求。计划(3)是在单片机的办理下,由杂乱可编程逻辑器材CPLD完结高速操控效果,例如对高速信号的收集和存储,而单片机则完结对CPLD及整个简易数字存储示波器的办理。在这里,本着经济实用的准则,而选用计划(2)。

3操控器模块硬件规划
 
  依据操控器的功用,操控器模块应当是以单片机为中心的一个单片机最小体系,本规划选用的单片机是89C52。89C52单片机最小体系主要由8 kB的RAM、地址译码电路、时钟电路、复位电路等几部分组成,其电路原理如图2所示。图中,74HC373为地址锁存器,用于锁存地址信号线的低8位地址;6264为8 kB的数据存储器,用于对信号采样数据进行存储,因而需求13根地址线进行寻址;74HCl38则为译码器,选用全地址译码办法,译码输出用于选通各个相应芯片并在单片机的效果下进行相关操作。

  片外扩展RAM单元与接口电路的地址分配如下:

6264的存储空间为:0000H~1FFFH。

  D/A转化接口电路的片选信号:Y轴:2000H~3FFFH;X轴:4000H~5FFFH。

  D/A转化接口电路数据传输选通信号(XFER):6000H~7FFFH.

  增益挑选信号锁存器选通信号:8000H~9FFFH。

  扫速挑选信号锁存器选通信号:0A000H~0BFFFH。

4操控器模块软件规划

  在软件中,为了使程序简练、运转牢靠,选用自顶向下的编程办法,充沛利用体系的中止功用,充沛运用子程序。

5 结 语

  本规划是针对被测信号的频率较低的状况进行的,操控器模块以单片机为中心,缩小了体系规划,降低了体系本钱,并具有必定的灵活性。

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