基于PIC单片机的简易数字示波器设计

3 软件设计
软件部分要由AD转换子程序、显示子程序、读写子程序、按键处理子程序组成。图4是一次完整采样处理的流程图。

主程序在上电初始化后，等待信号采集，查询AD转换是否完成，AD转换完成后，数据写入FIFO存储器，当FIFO存储器写满后，FIFO写满标志位触发单片机的数据读取程序，把采样数据读取到单片机内，根据先前的按键状态所设置的功能寄存器内容，处理数据，并在LCD上显示需要的波形。
AD转换程序在一定的采样时间内，对输入的模拟信号进行数据采样，由定时器定时产生中断，在采样中断到来时开启AD转换，AD转换结束后数据存储到指定的区域。通过控制定时器定时的时间即可控制不同的采样率，从而实现对不同频率段数据的采集。由于AD转换时间的限制，不能采集频率高韵信号波形，对此采用等效采样模式，等效采样是指多个信号周期连续采样来复现一个信号波形，采样系统能以扩展的方式复现频率大大超过奈奎斯特极限频率的信号波形。
显示子程序将转换得到的数字信号量显示在LCD相应的点上。横轴用于显示耐间，纵轴显示电压大小的值，先计算出某一个待显示数字量在横轴上的位置，再根据数字量的大小计算出在纵轴上的位置，这样就能在显示器上显示出该数字量所对应的点。将所采集的点依次显示后在屏幕上看到的即为信号的波形。
读写子程序的功能是将想要存储的信号波形存储起来，以便以后观看波形细节。按键处理子程序的功能主要是根据不同的输入，选择不同的功能。采用行列扫描的方式对按键进行扫描，当扫描的某一按键按下时，执行相应的功能。

4 结束语
本系统设计简单、清晰，充分利用单片机内部资源，实现了普通示波器的基础功能如信号测量、频率测量、触发电平可调，垂直与扫描档可变等，同时又扩展了按键波形存储，单次触发等功能，可应用于仪表实时显示动态波形，具有良好的使用前荣。如果选用性能更好的模拟开关和运算放大器，更合理的电阻，可提高信号调理电路的放大准确度，增大测量幅度范围。