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1、基于串口的虚拟示波器巳007.0B总第537期文/周长锁本文介绍的虚拟示波器利用飞利浦P89LPC935单片机的AD转换功能成组采集电压信号,并存储到内部RAM,然后通过光电隔离的串口发送到电脑.电脑用VB编制的控制程序处理单片机传来的数据,显示2通道电压波形,并在传统的示波器基础上增加了简易的6通道逻辑分析功能.其主要参数如下:输入通道:2路模拟信号或6路数字信号采样频率:最高100kHz分辨率:8位模拟输入信号最大值:±120V数字输入信号最大值:+15V输入信号与微机隔离电压:1000V电源:直流9V,300mA一电路原理虚拟示波器电路原理见图1,
2、主要由单片机,信号处理,通信和电源等几部分组成.P89LPC900系列单片机是基于80C51内核的低功耗FLASH单片机,速度是标准80C5l单片机的6倍.P89LPC935功能很多,电路中只用了8路精度是8位的AD转换器,串行接口UART和5个I/O口.引脚AD00,AD10对应通道CHA,CHB输入的交流信号,引脚AD01,AD02,ADD3,ADll,AD12,AD13对应CH1～6输入的直流脉冲信号,引脚RXD,TXD是串行通信接口,引脚P2.2,P2.3,P2.4,P2.5通过三极管阵列ULN2003A控制继电器切换挡位,引脚P0.6接入需要外
3、部触发时的同步信号,引脚P3.0,?P3.1外接12MHz晶振.单片机内部可以产生7.373MHz的时钟,用外部12MHz晶振可提高信号采集速度.信号处理部分通道CHA,CHB输入信号分1.2V,12V,120V三挡,通过继电器切换挡位.信号输入内阻为1MQ,与标准示波器探头相匹配,当输入电压大于120V时,可以用示波器探头×10挡扩展量程.运放LM324的作用是提高输入阻抗和平移电压信号,单片机AD转换参考电压与电源电压相同,均为3V,可接受的信号为直流0～3V.为了能采集交流信号,把输入信号往高平移1.5V,这样就可以采集交流1.5V的信号.单片机端
4、口设为仅为输入时,端口可承受最大5V的直流电压,用于逻辑分析的6路输入信号都用稳压二极管限制输入电压为直流0.7V～5V,防止损坏单片机.ULN2003A内含有7个共发射极的达林顿三极管阵列,而且输出端对公共之间短路.在完成上述三步后就可以开始仿真了.点击运行按钮后bur所指向的符串"www.radio.corn.CI1"就会通过COMl和COM2之间的串行数据线(TXD和RXD之间的连线)传送到虚拟终端TERMINAL中.点击LOGICSTATE,使COMPIM2的RTS引脚的电平产生下跳,该下跳会通过COM1和COM2的控制信号线传输线(CTS和RT
5、S之间的连线)传送到COMPIM1的CTS引脚,进而引起AT89C2051的INT0引脚向单片机申请中断,单片机响应中断后会点发光二极管VD.总结:本文以一个简单的实例说明了如何用proteus中的COMPIM模型仿真计算机的物理RS232接口,旨在帮助读者举一反三,给工作或学习带来方便.如有任何问题可与本人联系:fzfhl219@sina.com.圆毛也J囵…～……一……一一～…一～………——…………一…——～……一～一…一一…一一……___～………一…～……………一j,^^vw.n日dio.corn.cn{,'…——～■——-h———……一…一～～…
6、……—…一端接有续流二极管,非常适合于驱动感性负载,本电路中用了其中的4个三极管,电源接公共端,利用了集成电路内部的续流二极管.通信部分采用常见的集成电路MAX232将单片机串行通信信号电平转换为标准的电脑串口信号电平,光耦U4,U5用于高速数字信号传输时的隔离.MAX232的电源用的是DC/DC转换电源模块B0505S一1w输出的与单片机电源隔离的5V直流电源,这样就实现了信号采集与电脑通信的完全隔离,防止意外损坏电脑.电源部分可采用外接9V直流电源或内部放置7.2V的锂电池配充电接口.电源一路经7805稳压后给模块B0505S-1W和运放LM324供
7、电,另一路通过由VT1,TL431构成的3V稳压电路给单片机供电.单片机电源电压同时作为AD转换参考电压,要求稳定度比较高,否则影响信号采集精度.=,单片机编程单片机与电脑间的通信协议定义见表1和表2.,电脑向单片机发送的数据中,第1字节是前导字节,确定一帧数据的开始位.第2字节前4位对应确定44"继电器的动作(1代表吸合状态),后4位确定示波器的工作模式,0:CHA,1:CHB,2:CHA+CHB,3:逻辑分析.第3,4字节是定时数据高,低字节,确定数据采集间隔时间,控制时基变化.第5字节00代表内部同步,01代表外部同步.单片机返回的数据单纯是采集到
8、的成组数据.单片机数据处理能力弱,所以只负责数据采集,数据处理工作由电脑完成,C
