波形采集存储与回放系统的设计
摘要：
是用单片机作为主控器，把所要采集的外部信号，经过放大后，由主控芯片内置AD转换器进行处理，测出信号的高低电平和信号周期，经由LCD1602显示。把处理后的数字信号存储到W25Q80外部存储芯片中，实现存储并连续回放已采集的信号，用按键控制要回放的波形。同时由单片机内部硬件进行数模转换后输出。
关键词：
单片机；LED；三端稳压器；双通道
1 引言
大部分数字存储示波器采用DMA（直接数据存取 )方式控制采样、储存和显示数据，解决了单片机运行速度上限造成的数据带宽瓶颈，同时兼作锯齿波发生器的输入数据，简化了电路。本次设计采用单片机控制采样、存储和显示数据，采用二进制计数器产生数据存储地址。具有示波功能，可随时锁存当前波形。 每隔一段时间对输入的模拟信号进行采样，然后经过A/D转换，把这些数字化后的信息按一定的顺序存入RAM中，当采样频率足够高时，就可以实现信号的不失真存储。当需要观察这些信息时，只要以合适的频率把这些信息从存储器RAM按原顺序取出，经D/A转换和LPF滤波后送至示波器就可以观察到稳定的还原后的波形。
课题需要完成的任务：
设计一个波形采集、存储与回放系统。该系统能同时采集两路周期信号波形，并能连续回放已采集的信号，显示在示波器上。课题基本要求如下：
1、 当前波形采集、存储与回放系统的研究现状与发展趋势；
2、 可行性方案分析及设计方案论述；
3、 硬件电路设计，包括：单片机系统电路、输入电路、A/D电路、键盘电路及显示电路等。
4、 软件程序设计，采用汇编语言或C语言，要求：能完成对两路通道单极性信号（高电平约4V、低电平接近0V）、频率约1KHz信号的采集、存储与连续回放；采集、回放时能测量并显示信号的高电平、低电平和信号的周期。
5、 设计硬件电路原理图，编写软件功能程序；
6、 毕业设计小结。
目录
1 引言 1
2 总体方案设计 1
2.1题目要求及相关指标分析 1
2.2部分实现功能论证与选择 2
2.2.1模/数变换器和垂直分辨率 2
2.2.2时基和水平的分辨率 2
2.2.3控制部分 3
2.2.4存储模块 3
2.2.5数据采集模块 4
3电路与程序设计 5
3.1硬件设计目标 5
3.2系统总体框图 5
3.3硬件功能模块划分 6
3.3.1单片机最小系统 6
3.3.2A/D转换模块 9
3.3.3 LCD1602液晶显示模块 11
3.3.4 AT24C02储存模块 13
3.3.5 按键模块 16
3.3.7 信号输出电路 18
3.3.9 电源电路原理图 19
4系统理论分析与计算 20
5程序功能描述与设计思路 20
5.1程序设计思路 20
5.2程序介绍 21
5.2.1主程序 21
5.2.2 存储波形子程序 21
5.5.3显示存储波形子程序 21
5.3 子程序流程图 21
5.3.1 定时器T1中断程序流程图 21
5.3.2显示存储子程序 22
5.4 主程序流程图 23
6软硬件系统的调试 24
6.1测试仪器 24
6.1.1万用表 24
6.1.2示波器 24
6.2测试方案 24
6.2.1硬件测试 24
6.2.2软件仿真测试 24
6.2.3硬软件联调 24
7 附录 24
附录一：源程序 24
附录二：电路原理图 30
附录三：电路版图 31
附录四：电路仿真图 32
8参考文献................................................................32
参考文献
[1] 吴金.单片机实践与应用. 清华大学出版社.
[2] 全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选. 北京理工大学出版社.
[3] 全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编. 北京理工大学出版社.
[4] 张友德. 单片微型机原理、应用与实验. 复旦大学出版社.
[5] 何小艇. 电子系统设计. 浙江大学出版社.
[6] 石宗义. 电路原理图与电路板设计教程Protel 99SE. 北京希望电子出版社.
[7] 王紫婷. 电子技术实验教程. 成都:西南交大出版社.
