AVR微处理器构建简易示波器

"用AVR微处理器实现的简易示波器" 本文主要介绍了一种基于AVR微处理器（如Atmega16）构建的简易示波器设计，该设计充分利用了AVR单片机的内部资源，实现了简洁高效的系统架构。系统能够准确测量测试信号的频率，具有信号调理电路和主控芯片软件设计两个核心部分。 1.1 信号调理电路 信号调理电路的作用是将输入的信号进行适当的处理，以便于后续的显示和分析。它包括程控放大和叠加直流分量两部分。程控放大通过模拟开关CD4051连接不同电阻R1和R2，根据公式调整放大倍数。通过可调电阻R9可以设定直流分量的大小。电路输出的电压与输入电压的关系可通过电阻比例计算得出，确保信号的正确处理。 1.2 主控芯片软件设计 系统采用Atmel公司的AVR微控制器Atmega16作为主控芯片，其软件设计包含了以下功能： - 键盘功能：7个按钮用于控制示波器的操作，包括运行/停止、放大倍数增减、采样频率调整以及触发电平上下移动。运行/停止键通过开启或关闭ADC转换中断实现；放大倍数通过控制CD4051的通道选择；采样频率调整通过定时器0配置；触发电平调整则依据采样数据的二进制值与预设触发值匹配。 - 数字触发功能：为避免增加硬件复杂性，数字触发功能通过软件实现，当采样数据达到预设触发条件时，后续的波形数据才会被存储并显示。 1.2.1 键盘功能的实现细节： - 运行/停止键操作通过中断控制ADC的启动和停止。 - 放大倍数的增减通过改变CD4051的通道状态，实现8档程控放大。 - 采样频率的增减通过调整定时器0的时钟源和初始值，定时器0中断频率即为ADC采样频率。 - 触发电平的上移和下移通过比较采样数据与触发阈值实现，当数据匹配触发条件后，后续波形数据存储到显示内存。 1.2.3 数字触发功能的实现： 数字触发功能通过软件算法检测采样数据的变化，当数据值匹配到预设的触发条件时，系统开始记录并显示波形数据，从而实现精确的触发显示。这种软件触发方式简化了硬件设计，降低了系统复杂性，同时保证了示波器的使用效果。 总结来说，这个基于AVR微处理器的简易示波器设计，通过精心设计的信号调理电路和高效软件控制，实现了功能齐全、操作简单的示波器系统。其突出优点在于电路结构简洁，利用了AVR单片机的内置资源，减少了外部组件的需求，且在频率测量方面表现出较高的准确性。