基于PIC單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字示波器設(shè)計(jì)

2．2 采樣電路設(shè)計(jì)
AD轉(zhuǎn)換電路將被測(cè)信號(hào)采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)存入存儲(chǔ)器，它直接決定著數(shù)字示波器所能測(cè)量的最高頻率，在本電路中選用的8位高速AD轉(zhuǎn)換器ADS830E，采樣頻率為10kSa／s～60MSa／s。
ADS830E的每個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行一次DA轉(zhuǎn)換，采樣率就是時(shí)鐘頻率，可以方便地通過控制采樣時(shí)鐘來控制采樣率，而且ADS830E的輸入電壓幅度是可以編程控制的，RSEL引腳為控制引腳，當(dāng)置高電平時(shí)，ADS830E的輸入電壓范圍是1．5～3．5V，即2Vpp；當(dāng)置低電平時(shí)，輸入電壓范圍是2～3V，即1Vpp。
由程控放大電路調(diào)整后的信號(hào)分成兩路，一路進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行采樣，采樣所得的數(shù)據(jù)由74LVC574鎖存緩沖后送入FIFO存儲(chǔ)器。在AD轉(zhuǎn)換器與PIC單片機(jī)之間加入FIFO的作用是起到高速數(shù)據(jù)緩沖的作用，因?yàn)锳D轉(zhuǎn)換器的最高工作頻率為60MHz，遠(yuǎn)高于單片機(jī)的工作頻率，所以讓FIFO與AD轉(zhuǎn)換器同步工作存儲(chǔ)AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)FIFO存儲(chǔ)器存滿后引腳被拉高，通知單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，這時(shí)單片機(jī)禁止AD轉(zhuǎn)換器與FIFO存儲(chǔ)器的時(shí)鐘使能信號(hào)，F(xiàn)IFO的控制權(quán)交給單片機(jī)。
2．3 顯示控制電路設(shè)計(jì)
顯示的核心是LCD在不同的坐標(biāo)位置上打點(diǎn)，眾多的點(diǎn)聯(lián)系在一起就成了圖形。前面敘述了由于PIC單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)的速度跟不上高速的采樣速率造成了在接收中要有個(gè)緩存的部分，此處采用了FIFO存儲(chǔ)器。FIFO的特點(diǎn)是速度快、雙端口、輸入和輸出分開，而且擁有空滿標(biāo)志。它可以從一端讀入數(shù)據(jù)，不會(huì)使得AD轉(zhuǎn)換器和PIC共用一個(gè)I／O口，在處理數(shù)據(jù)上很方便。
PIC單片機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)顯示的過程是先對(duì)FIFO做是否滿判斷，確認(rèn)采集到足夠的數(shù)據(jù)來顯示，然后清除屏幕上已有的圖像，之后判斷數(shù)據(jù)是否在屏幕顯示的范圍內(nèi)，若超出范圍，將兩組數(shù)據(jù)合理組合得到在屏幕上顯示的數(shù)據(jù)，通過調(diào)用顯示函數(shù)顯示出來。后面的數(shù)據(jù)只需讀出一組，通過和之前的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理顯示出來，這樣就可繪制出連續(xù)的波形了。
對(duì)顯示的控制采用鍵盤按鍵，鍵盤電路采用6個(gè)信號(hào)接口控制24個(gè)鍵，大大節(jié)省了單片機(jī)控制所使用的I／O口。鍵盤的24個(gè)鍵被分為3組，每一組對(duì)應(yīng)于一個(gè)741s148，它是一個(gè)3／8譯碼器，當(dāng)有一個(gè)鍵被按下，則其中一個(gè)被置低電平，741s148有三個(gè)口D0、D1、D2，這三個(gè)口可指出其中哪個(gè)鍵被按下，如Y1檢測(cè)電平拉低，則D0、D1、D2對(duì)應(yīng)是101。圖3是鍵盤控制電路圖。