魏坤示波器硬件详解：双核AVR单片机与程控放大电路

"这篇文档是关于魏坤示波器硬件的详细介绍，主要涵盖了示波器的硬件设计原理，包括其电路结构、核心组件以及各部分的功能。" 在电子工程领域，示波器是一种不可或缺的测试工具，用于观测和分析电信号的波形。魏坤示波器以其独特的硬件设计提供了高性能的测量能力。该示波器采用"双核"架构，由两片AVR单片机共同协作完成不同任务。MCU1主要负责控制和频率测量，而MCU2则处理数据并控制显示。 硬件结构的核心在于信号处理流程。信号首先通过探头输入，进入程控放大（衰减）电路。这个电路可以根据需要调整信号的幅度，确保其适应高速AD转换器的输入范围。经过调整后的信号被送入AD转换器进行采样，采样数据随后存储在FIFO（先进先出）存储器中。当FIFO存满，MCU2会被通知，从而读取数据进行进一步处理，并将结果显示在LCD模块上。 时钟电路在示波器中扮演了关键角色，它能提供多种频率的时钟信号，范围从600Hz到60MHz，这些信号用于不同扫描速度下的采样时钟频率。同时，程控放大器输出的信号还连接到整形电路，用于测量频率。整形后的信号会触发MCU1的16位计数器，实现频率测量。MCU1根据测量结果，通过SPI总线将频率、放大倍数和时钟频率等信息传递给MCU2，这些数据是计算和显示频率、水平扫描速度、灵敏度以及峰峰值的基础。 此外，示波器还包括X10/X1探头、程控衰减放大器、高速AD转换器、时钟电路、320*240的LCD显示器以及SPI接口。在硬件设计中，程控放大器的选择至关重要，这里采用了NSC公司的LM6172双运放，因其高带宽、快速转换速率和足够的输出电流，满足了高精度测量的需求。 魏坤示波器的硬件设计体现了电子测量设备的精妙之处，通过巧妙的电路布局和组件选择，实现了高效、精确的信号处理和显示。这种设计不仅考虑到了性能，还兼顾了成本效益，使得用户能够自制并享受到高质量的示波器功能。