基于S12的簡(jiǎn)易數字示波器的設計方案

　　2.1.4 整形電路與單片機處理模塊

　　整形電路將經(jīng)程控縮放后的信號通過(guò)運放LM6172構成的比較器變成方波信號，然后送入MCU的計數器以測得信號的頻率。

　　單片機選用飛思卡爾公司的MC9S12DG128B,具有16路AD轉換，是數字示波器的主控器件。

　　首先要通過(guò)按鍵控制程控放大衰減系數和確定AD轉換器的采樣頻率，然后用計數器模塊測量經(jīng)整形信號的頻率，另一方面通過(guò)查看FIFO的標志位來(lái)禁止、讀取或等待數據，將數據進(jìn)行處理后通過(guò)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 軟件設計

　　軟件設計采用飛思卡爾公司的S12系列單片機，并通過(guò)PLL將總線(xiàn)時(shí)鐘超頻在64M,能輕松完成信號的采集，處理和顯示等功能。

　　2.2.1 波形處理模塊

　　程序開(kāi)始完成各模塊初始化后單片機首先讀取FIFO全滿(mǎn)信號，若判斷全滿(mǎn)信號為高電平則開(kāi)始讀取數據，否則繼續檢測。讀取的數據通過(guò)處理，則送LCD顯示。由于LCD顯示命令耗時(shí)過(guò)長(cháng)，于是在單片機內存中模擬了一塊顯示區域，當數據畫(huà)滿(mǎn)整個(gè)顯示內存，便將整個(gè)數據送液晶顯示，大大提高了顯示效率。

　　2.2.2 測頻模塊

　　測頻模塊我們使用了S12單片機自帶的PAI功能。當脈沖信號輸入到相應的引腳時(shí)，脈沖累加器每檢測到一個(gè)有效邊沿，則會(huì )使相應的脈沖累加計數寄存器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)間內的脈沖數，進(jìn)而可以計算出脈沖的周期。

　　3.結語(yǔ)

　　本文所提出的基于S12的簡(jiǎn)易便攜式數字示波器的設計方案，該方案中設計制作的數字示波器主要是克服了同類(lèi)研究開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的制作和操作復雜，精確度不高的的不足。盡管如此，本設計本著(zhù)簡(jiǎn)易便攜的目的，旨在制作出簡(jiǎn)便精確的數字示波器，盡量使用數字電路，集成度高，工作過(guò)程受環(huán)境影響小，測量數據可視化。

　　測試結果表明，在1MHz的測量范圍內系統測量頻率誤差小于0.1%,信號幅值測量誤差小于1%.系統精確度較高，能滿(mǎn)足一般的研究開(kāi)發(fā)要求，并且能夠在LCD上很好的復現被測信號?？勺鳛榍度胧皆O備，在工業(yè)自動(dòng)化和科研開(kāi)發(fā)測量領(lǐng)域中有著(zhù)廣泛的應用前景