基于S12的簡(jiǎn)易數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)方案

　　2.1.4 整形電路與單片機(jī)處理模塊

　　整形電路將經(jīng)程控縮放后的信號(hào)通過運(yùn)放LM6172構(gòu)成的比較器變成方波信號(hào)，然后送入MCU的計(jì)數(shù)器以測(cè)得信號(hào)的頻率。

　　單片機(jī)選用飛思卡爾公司的MC9S12DG128B,具有16路AD轉(zhuǎn)換，是數(shù)字示波器的主控器件。

　　首先要通過按鍵控制程控放大衰減系數(shù)和確定AD轉(zhuǎn)換器的采樣頻率，然后用計(jì)數(shù)器模塊測(cè)量經(jīng)整形信號(hào)的頻率，另一方面通過查看FIFO的標(biāo)志位來(lái)禁止、讀取或等待數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過LCD（選用12864顯示屏）顯示，包括峰峰值和頻率。MCU與個(gè)模塊之間的控制聯(lián)系在圖1中已給出。

　　2.2 軟件設(shè)計(jì)

　　軟件設(shè)計(jì)采用飛思卡爾公司的S12系列單片機(jī)，并通過PLL將總線時(shí)鐘超頻在64M,能輕松完成信號(hào)的采集，處理和顯示等功能。

　　2.2.1 波形處理模塊

　　程序開始完成各模塊初始化后單片機(jī)首先讀取FIFO全滿信號(hào)，若判斷全滿信號(hào)為高電平則開始讀取數(shù)據(jù)，否則繼續(xù)檢測(cè)。讀取的數(shù)據(jù)通過處理，則送LCD顯示。由于LCD顯示命令耗時(shí)過長(zhǎng)，于是在單片機(jī)內(nèi)存中模擬了一塊顯示區(qū)域，當(dāng)數(shù)據(jù)畫滿整個(gè)顯示內(nèi)存，便將整個(gè)數(shù)據(jù)送液晶顯示，大大提高了顯示效率。

　　2.2.2 測(cè)頻模塊

　　測(cè)頻模塊我們使用了S12單片機(jī)自帶的PAI功能。當(dāng)脈沖信號(hào)輸入到相應(yīng)的引腳時(shí)，脈沖累加器每檢測(cè)到一個(gè)有效邊沿，則會(huì)使相應(yīng)的脈沖累加計(jì)數(shù)寄存器PACNn加1.按照一定的時(shí)間間隔讀取PACNn的值就可以知道單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，進(jìn)而可以計(jì)算出脈沖的周期。

　　3.結(jié)語(yǔ)

　　本文所提出的基于S12的簡(jiǎn)易便攜式數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)方案，該方案中設(shè)計(jì)制作的數(shù)字示波器主要是克服了同類研究開發(fā)產(chǎn)品的制作和操作復(fù)雜，精確度不高的的不足。盡管如此，本設(shè)計(jì)本著簡(jiǎn)易便攜的目的，旨在制作出簡(jiǎn)便精確的數(shù)字示波器，盡量使用數(shù)字電路，集成度高，工作過程受環(huán)境影響小，測(cè)量數(shù)據(jù)可視化。

　　測(cè)試結(jié)果表明，在1MHz的測(cè)量范圍內(nèi)系統(tǒng)測(cè)量頻率誤差小于0.1%,信號(hào)幅值測(cè)量誤差小于1%.系統(tǒng)精確度較高，能滿足一般的研究開發(fā)要求，并且能夠在LCD上很好的復(fù)現(xiàn)被測(cè)信號(hào)?？勺鳛榍度胧皆O(shè)備，在工業(yè)自動(dòng)化和科研開發(fā)測(cè)量領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景