基于pc和单片机的数字示波器设计

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1、编号:毕业论文(设计)题目基于PC和单片机的数字示波器设计指导教师杨光军学生姓名李振洲学号200811705035专业机械设计制造及其自动化教学单位德州学院机电工程系（盖章）二零一二年五月十号德州学院毕业论文（设计）开题报告书2011年11月21号院（系）机电工程系专业机械设计制造及其自动化姓名李振洲学号200811705035论文题目基于PC和单片机的数字示波器设计一、选题目的和意义现代仪器正在向着智能化、便携式和虚拟化的方向发展。借助少许的采集硬件和通用PC平台，仪器正由单一化向集成化、由物理仪器向虚拟仪器方向发展。虚拟仪器的发展必将推动现代仪器事业的发展。通过设

2、计可以将原始的示波器与现代的单片机相结合，使示波器更好地发挥其功能，增加仪器的灵活性、方便性。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势近年来，随着单片机技术的发展，国内外企业在现代工业生产和科学研究中对数据采集的要求日益提高，在瞬态信号测量、图像处理等一些高速、高精度的测量中，需要进行高速数据采集。现在通用的高速数据采集卡一般多是PCI卡或ISA卡，存在着安装麻烦、价格昂贵，受计算机插槽数量、地址、中断资源限制，可扩展性差等缺点。目前国产的测试用数字示波器在技术上还比较落后，高性能的数字示波器主要靠进口，进口数字示波器虽然功能强大,但价格太高，难以普及；另外，主流的数字

3、示波器大都面向高频信号，高频DSP和数据采集芯片成本都很高，用于低频信号测试精度又难以满足要求。本设计针对示波器开发以上的两个方面的问题，尝试开发了一种低频虚拟数字示波器。该示波器除了具有传统模拟CRT示波器对波形的采集、显示等一般功能，还可以实现对波形数据的存储和打印，以及对波形参数的计算和显示。三、课题设计方案1、分析了示波器的工作原理和虚拟示波器的结构，探讨了滤波器的实现技术，选择切比雪夫低通滤波器作为低通虚拟滤波器模型，并运用Matlab软件设计了低通滤波器；2、选低成本单片机PIC16F877作为数据采集和处理单元，将采集到的脉冲信号转换为数字信号，通过RS

4、232串口传送到PC；3、通过数字储存示波器的功能和结构的分析，运用Proteus绘制了示波器各个模块的模拟和数字电路，对各电路的组成进行了说明；4、对设计中涉及的通信协议进行了阐述，结合硬件结构四、计划进度安排2011.10.24----2011.10.31：资料收集整理，调研，熟悉USB通讯协议。2011.11.1----2011.11.3：总体设计，确定软硬件设计方案，熟悉开发环境。2011.11.3----2011.12.20：硬件制作调试。2011.12.21----2012.3.30：软件设计调试。2012.4.1----2012.4.15：系统完善、测试

5、。2012.4.16----2012.4.30：撰写论文。2012.5.4----2012.5.10：准备答辩。五、主要参考文献[1]何显鹏，彭力，何小龙．基于FPGA的数字示波器设计研究[J]．现代商贸工业，2009，18．[2]张雅珍．基于FPGA和ADS830的数字示波器设计[J]．电子测量技术，2009，32（10）．[3]郭迎福，毛征宇，晏燕等．基于虚拟仪器的数字示波器设计[J]．湖南科技大学学报，2006，21（1）．[4]潘松，王国栋．VHDL实用教程．成都：电子科技大学出版社，2000．[5]许建，沈桂明．FPGAEPLD应用领域的研究．电子技术应用，

6、1995，3：35~38指导教师意见及建议：签名：年月日教学单位领导小组审批意见：组长签名：年月日德州学院毕业论文（设计）中期检查表院（系）：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化2012年4月10号毕业论文（设计）题目：基于PC和单片机的数字示波器设计学生姓名李振洲学号200811705035指导教师杨光军职称讲师计划完成时间2012年6月7号毕业论文（设计）的进度计划2011.12.6-2012.2.28进行课题资料的搜集2012.3.1-2012.3.31需求分析对示波器工作原理进行分析2012.4.1-2012.4.30概念分析将单片机编程程序导入示波器芯片已

7、达到需求效果，并对整体进行理论设计完成情况已完成基于PC和单片机的数字示波器设计相关资料整合分析初步确定设计方案，对示波器工作原理有了初步了解，所需设备问题在老师的帮助下得到解决。对于以后的设计方向有了大致规划。指导教师评议签名：年月日备注目录摘要关键词..............................................................................................................................11引言.....................