基于AT89S52單片機(jī)的簡易數(shù)字示波器設(shè)計(jì)

摘要：介紹一種雙通道簡易數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)方案，以AT89S52單片機(jī)作為控制核心，輸入信號(hào)在經(jīng)過預(yù)處理電路處理后，通過高速A／D轉(zhuǎn)換器ADC0809，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的實(shí)時(shí)采樣、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)并在液晶上顯示，并用鍵盤做功能設(shè)置。該設(shè)計(jì)創(chuàng)新地實(shí)現(xiàn)了波形的存儲(chǔ)／回放、雙通道信號(hào)實(shí)時(shí)對(duì)比分析、程控放大提高靈敏度等方面。測試結(jié)果表明該系統(tǒng)穩(wěn)定，具有測量頻率高、波形清晰、可靠性高、成本低等特點(diǎn)，有很高的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：數(shù)字示波器；AT89S52；預(yù)處理電路；ADC0809；實(shí)時(shí)采樣

0 引言
數(shù)字示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。與傳統(tǒng)模擬示波器相比，數(shù)字存儲(chǔ)示波器不僅具有可存儲(chǔ)波形、體積小、功耗低，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且還具有強(qiáng)大的信號(hào)實(shí)時(shí)處理分析功能，在電子電信類實(shí)驗(yàn)室中使用越來越廣泛。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電路結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)電路測量的要求也變得更高。對(duì)廣大理工科學(xué)生和從事電子等相關(guān)行業(yè)的普通工作者在電子制作、產(chǎn)品維修等中，很多電路參數(shù)需要測量分析，經(jīng)常需要使用數(shù)字示波器。但目前我國使用的高性能數(shù)字示波器普遍價(jià)格昂貴，所以研究簡易數(shù)字示波器具有重要意義。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理
1．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為控制核心，由預(yù)處理電路(包括阻抗變換、程控放大、信號(hào)調(diào)理電路)、A／D數(shù)據(jù)采集電路、E2PROM存儲(chǔ)電路、功能鍵盤、LCD顯示電路以及電源等部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1．2 工作原理
數(shù)字示波器有二個(gè)輸入通道。預(yù)處理電路由阻抗變換、程控放大、信號(hào)調(diào)理電路組成。輸入信號(hào)先經(jīng)阻抗變換電路后進(jìn)入程控放大電路，根據(jù)需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大(衰減)處理，然后信號(hào)再進(jìn)入信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行電平調(diào)整成為符合A／D轉(zhuǎn)換要求的0～5 V電壓。之后輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過高速A／D轉(zhuǎn)換器AD0809實(shí)時(shí)采樣變成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過AT89S52單片機(jī)后儲(chǔ)存在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器E2PROM中。單片機(jī)從存儲(chǔ)器中讀出信號(hào)
進(jìn)行運(yùn)算處理，將波形顯示在LCD液晶屏上。所有功能可由鍵盤操作完成。

2 硬件設(shè)計(jì)
2．1 單片機(jī)
AT89S52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，具有8 192個(gè)在系統(tǒng)可編程FLASH存儲(chǔ)器。采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片。單片機(jī)首先通過控制A／D轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，之后將數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在E2PROM存儲(chǔ)器中，最后在LCD液晶上顯示出模擬信號(hào)的波形。