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1、基于串口的虛擬示波器巳007.0B總第537期文/周長鎖本文介紹的虛擬示波器利用飛利浦P89LPC935單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換功能成組采集電壓信號,并存儲到內(nèi)部RAM,然后通過光電隔離的串口發(fā)送到電腦.電腦用VB編制的控制程序處理單片機(jī)傳來的數(shù)據(jù),顯示2通道電壓波形,并在傳統(tǒng)的示波器基礎(chǔ)上增加了簡易的6通道邏輯分析功能.其主要參數(shù)如下:輸入通道:2路模擬信號或6路數(shù)字信號采樣頻率:最高100kHz分辨率:8位模擬輸入信號最大值:±120V數(shù)字輸入信號最大值:+15V輸入信號與微機(jī)隔離電壓:1000V電源:直流9V,300mA一電路原理虛擬示波器電路原理見圖1,
2、主要由單片機(jī),信號處理,通信和電源等幾部分組成.P89LPC900系列單片機(jī)是基于80C51內(nèi)核的低功耗FLASH單片機(jī),速度是標(biāo)準(zhǔn)80C5l單片機(jī)的6倍.P89LPC935功能很多,電路中只用了8路精度是8位的AD轉(zhuǎn)換器,串行接口UART和5個I/O口.引腳AD00,AD10對應(yīng)通道CHA,CHB輸入的交流信號,引腳AD01,AD02,ADD3,ADll,AD12,AD13對應(yīng)CH1～6輸入的直流脈沖信號,引腳RXD,TXD是串行通信接口,引腳P2.2,P2.3,P2.4,P2.5通過三極管陣列ULN2003A控制繼電器切換擋位,引腳P0.6接入需要外
3、部觸發(fā)時的同步信號,引腳P3.0,?P3.1外接12MHz晶振.單片機(jī)內(nèi)部可以產(chǎn)生7.373MHz的時鐘,用外部12MHz晶振可提高信號采集速度.信號處理部分通道CHA,CHB輸入信號分1.2V,12V,120V三擋,通過繼電器切換擋位.信號輸入內(nèi)阻為1MQ,與標(biāo)準(zhǔn)示波器探頭相匹配,當(dāng)輸入電壓大于120V時,可以用示波器探頭×10擋擴(kuò)展量程.運放LM324的作用是提高輸入阻抗和平移電壓信號,單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換參考電壓與電源電壓相同,均為3V,可接受的信號為直流0～3V.為了能采集交流信號,把輸入信號往高平移1.5V,這樣就可以采集交流1.5V的信號.單片機(jī)端
4、口設(shè)為僅為輸入時,端口可承受最大5V的直流電壓,用于邏輯分析的6路輸入信號都用穩(wěn)壓二極管限制輸入電壓為直流0.7V～5V,防止損壞單片機(jī).ULN2003A內(nèi)含有7個共發(fā)射極的達(dá)林頓三極管陣列,而且輸出端對公共之間短路.在完成上述三步后就可以開始仿真了.點擊運行按鈕后bur所指向的符串"www.radio.corn.CI1"就會通過COMl和COM2之間的串行數(shù)據(jù)線(TXD和RXD之間的連線)傳送到虛擬終端TERMINAL中.點擊LOGICSTATE,使COMPIM2的RTS引腳的電平產(chǎn)生下跳,該下跳會通過COM1和COM2的控制信號線傳輸線(CTS和RT
5、S之間的連線)傳送到COMPIM1的CTS引腳,進(jìn)而引起AT89C2051的INT0引腳向單片機(jī)申請中斷,單片機(jī)響應(yīng)中斷后會點發(fā)光二極管VD.總結(jié):本文以一個簡單的實例說明了如何用proteus中的COMPIM模型仿真計算機(jī)的物理RS232接口,旨在幫助讀者舉一反三,給工作或?qū)W習(xí)帶來方便.如有任何問題可與本人聯(lián)系:fzfhl219@sina.com.圓毛也J圇…～……一……一一～…一～………——…………一…——～……一～一…一一…一一……___～………一…～……………一j,^^vw.n日dio.corn.cn{,'…——～■——-h———……一…一～～…
6、……—…一端接有續(xù)流二極管,非常適合于驅(qū)動感性負(fù)載,本電路中用了其中的4個三極管,電源接公共端,利用了集成電路內(nèi)部的續(xù)流二極管.通信部分采用常見的集成電路MAX232將單片機(jī)串行通信信號電平轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電腦串口信號電平,光耦U4,U5用于高速數(shù)字信號傳輸時的隔離.MAX232的電源用的是DC/DC轉(zhuǎn)換電源模塊B0505S一1w輸出的與單片機(jī)電源隔離的5V直流電源,這樣就實現(xiàn)了信號采集與電腦通信的完全隔離,防止意外損壞電腦.電源部分可采用外接9V直流電源或內(nèi)部放置7.2V的鋰電池配充電接口.電源一路經(jīng)7805穩(wěn)壓后給模塊B0505S-1W和運放LM324供
7、電,另一路通過由VT1,TL431構(gòu)成的3V穩(wěn)壓電路給單片機(jī)供電.單片機(jī)電源電壓同時作為AD轉(zhuǎn)換參考電壓,要求穩(wěn)定度比較高,否則影響信號采集精度.=,單片機(jī)編程單片機(jī)與電腦間的通信協(xié)議定義見表1和表2.,電腦向單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)中,第1字節(jié)是前導(dǎo)字節(jié),確定一幀數(shù)據(jù)的開始位.第2字節(jié)前4位對應(yīng)確定44"繼電器的動作(1代表吸合狀態(tài)),后4位確定示波器的工作模式,0:CHA,1:CHB,2:CHA+CHB,3:邏輯分析.第3,4字節(jié)是定時數(shù)據(jù)高,低字節(jié),確定數(shù)據(jù)采集間隔時間,控制時基變化.第5字節(jié)00代表內(nèi)部同步,01代表外部同步.單片機(jī)返回的數(shù)據(jù)單純是采集到
8、的成組數(shù)據(jù).單片機(jī)數(shù)據(jù)處理能力弱,所以只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)處理工作由電腦完成,C
