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1、摘要 本科毕业设计论文 题 目 简易数字示波器设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和
2、电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学
3、位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理
4、工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务
5、书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘 要示波器是电子测量中一种最常用的仪器，被广泛应用于各个领域。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，示波器也从模拟示波器向数字示波器发展。同模拟示波器相比，数字示波器具有很多优点，并开始逐步取代模拟示波器，成为市场上的主流。本文主要完成了简易数字示波器的设计，包括硬件设计（通过Proteus仿真替代）和软件设计两大部分。 硬件设计上，信号波形采集采用的是12位逐次逼近型A/D转换器AD574A，转换时间为25us，转换精度小于等于0.05%。控制器选用AT89C52及AT89C51两个单片机，解决了一般示波器使用一片单片机，运行速度明
6、显不足的问题。波形显示部分采用液晶显示模块，具有简单易实现、显示效果好等优点。频率显示部分采用的是6位数码管显示，简单易行。Proteus仿真表明，该设计运算速度明显提高。频率显示准确，可以实现快速读取。该示波器可以实现对模拟带宽为1Hz20KHz的模拟信号的波形和频率的实时显示。关键词：单片机；实时采样；波形；频率VABSTRACTABSTRACTAn oscilloscope is electronic measurement instrument, the most commonly used widely applied in various fields. With microele
7、ctronics and computer technology rapid development from analogue oscilloscope, oscilloscope to digital oscilloscopes development. Compared with analogue oscilloscope,digital oscilloscopes start has many advantages, and gradually replacing analogue oscilloscope, become the mainstream in the market.Th
8、is paper has completed the design of simple digital oscilloscopes, including hardware design and software design. The hardware design, the signal waveform sampling by 12 successive approximation of the A/D converter AD574A conversion time, for time is less than or equal to 25us conversion, precision
9、 0.05%. Controller chooses AT89C52 and single-chip microcomputer, solve the two AT89C51 single-chip microcomputer, a commonly used oscilloscope shortage problem running speed. Waveform display part adopts LCD module is simple and easy to realize and shows good effect, etc. Frequency display part ado
10、pts is six digital display, simple tube.Proteus simulation shows that the design speed increased significantly. Frequency display correctly, can achieve rapid read. The oscilloscope can realize to simulate 1Hz 20 KHz bandwidth real-time display of the waveform and frequency of the analog signalKey W
11、ords:SCM ; Real-time sampling; Waveform;Frequency目录目 录 1 前 言11.1选题的背景意义和研究现状11.1.1选题的背景和意义11.1.2国内外研究现状11.2 本设计所要实现的目标21.3 设计内容22 系统设计53 数字示波器的硬件设计与实现73.1 频率测量及显示电路的硬件设计73.1.1 测频电路总体构成73.1.2 信号调理电路设计73.1.3 数码管显示模块93.1.4 数码管显示驱动模块103.2 幅度测量及显示模块的硬件设计103.2.1 显示电路总体结构173.2.2 单片机外围电路设计183.2.3 信号波形采集模块19
12、3.2.4 显示模块213.2.5 电源设计234 系统软件设计254.1 测频系统软件设计254.2 信号采集系统软件图274.3 波形显示系统软件设计285 调试及仿真316 结 论33致 谢35参考文献37附录一：系统总体接线图39附录二：频率测量子系统流程图40附录三：信号显示子系统流程图41附录四：频率测量系统程序清单42附录五：波形显示系统程序清单44V前言1 前 言1.1选题的背景意义和研究现状1.1.1选题的背景和意义1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun于1897年发明世界上第一台阴极射线管示波器，至今许多德国人仍称CRT为布朗管(Braun T
13、ube)。 根据IEEE的文献记载1972年英国的Nicolet公司发明了第一台的数字示波器(DSO)，到1996年惠普科技(安捷伦科技前身)发明了全球第一台混合信号示波器(MSO)，数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来，其应用越来越广泛，已成为测试工程师必备的工具之一。时间到了21世纪这是一个科学和技术都在飞速发展的时代，随着电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术的高速发展,电子测量仪器也有了巨大的发展。数字示波器就以其存储波形及多种信号分析、计算、处理等优良的性能从而逐步取代模拟示波器。用数字示波器能完成对信号的一次性采集，把波形存储起来，还可以通过移位操作观察波形的任何一部分等等。数
14、字示波器是随着数字集成电路技术的发展而出现的新型智能化示波器，己经成为电子测量领域的基础测试仪器。随着新技术、新器件的发展，它正在向宽带化、模块化、多功能和网络化的方向发展。数字示波器的优势是可以实现高带宽及强大的分析功能。现在高端数字示波器的实时带宽已达到20GHz，可以广泛应用于各种千兆以太网、光通讯等测试领域。而低端数字示波器几乎可以应用于国民经济各个领域的通用测试，同时可广泛应用于高校及职业学校的教学，为社会培养众多的后备人才。数字示波器的技术基础是数据采集，其设计技术可以应用于更广泛的数据采集产品中，具有深远的意义。为了巩固大学4年来所学的知识，将课本上的理论知识运用到实际中，而且能
15、掌握和了解本专业的仪器测量这块的先进发展趋势，我选择了简易数字示波器这个题目作为我的大学毕业设计题目。1.1.2国内外研究现状自从1972年世界上第一台数字示波器（DSO）问世以来，经历了三个发展阶段。1986年以前为DSO发展的初期阶段，当时的取样率较低，一般不超过50MSa/s，带宽在20MHz以下，结构形式以数字存储加传统模拟示波器二合一的组合式为主，功能少，性能低。主要代表性产品有美国哥德(Gould)公司生产的4035，HP公司生产的HP54200。1986年-1994年，伴随高速ADC和高速RAM的迅速发展，DSO的发展也进入了快车道，取样率达到了4GSa/s，记录长度超过32K。每年各示波器生产厂商都推出新的
