基于stm32的数字示波器设计方案

随着写入或读取信号对数据地址指针进行递加或递减，来实现寻址。

2.5 时钟电路

时钟产生电路为ad转换器提供一系列的采样时钟信号，共有8种频率，分别对应着不同的水平扫速。时钟产生电路主要由高稳定度的温补晶振，分频器74ls390，多路选择器74f151以及分频器74f74触发器构成。基准时钟信号由一块60 mhz的温度补偿型有源晶体模块提供，输出的60 mhz信号经过分频器的多次分频得到8种不同的频率，然后送入多路选择器74f151。stm32通过对74f151的三根选通信号线进行控制来选择所需的采样频率。另外，中央控制器采用stm32处理器，主频设为80 mhz。显示器采用分辨率为640*480的tft显示模块，与stm32之间采用spi接口。与其它上位机通信采用rs232口。

3 系统软件设计

系统软件设计采用模块化设计方法，整个程序主要由初始化程序、人机交互菜单程序、键盘扫描程序、触发程序、显示程序和数据采集及频率控制程序组成。系统软件的流程图如图4所示。

4 实验测试

在实验室对研制的样品机进行了测试实验，图5和图6分别显示了频率为16.2 khz和1 khz的方波信号。由测试数据分析可得：垂直灵敏度满足要求，电压测量误差≤5%，输入端输入阻抗大于2 mω，实验结果达到了设计要求。

5 小结

为实现一个高采样率，宽频带的便携式数字存储示波器，设计了以stm32为控制核心的数字示波器。硬件平台主要采用了ad8260数字程控增益放大器作为前端信号调理电路，ads830高速宽带模数转换器和idt7204高速缓存作为数字采集电路，以及信号波形采用了tft彩屏显示。另外，通过采用数字内插的数字信号处理算法来重建和还原信号波形，进而改善了信号波形显示细节。最后对研制样品进行了实验室测试，实验结果表明硬件设计思路与软件及算法的处理是正确的，性能参数达到设计要求，可以应用在工程实践中。

数字示波器在信号显示，处理以及带宽等方面比传统模拟示波器更有优势，因此数字示波器是今后示波器发展的重要方向。本文采用stm32高性能arm处理器作为核心控制芯片，能够满足tft彩色波形显示，数字插值算法处理等。通过采用高速ad和fifo器件，实现了高采样率，宽频带的技术要求。