Цифровой осциллограф. Осциллограф реферат

Цифровой осциллограф - Реферат стр. 3

для измерения постоянного напряжения будем использовать встроенный в микроконтроллер АЦП.

Через состояние входов S1 и S2 задаётся режим вывода данных на цифровые выходы D7-D0. При S1=1, S2=0 (нормальный режим) данные на цифровые выходы канала A и B выводятся одновременно, как показано на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 Временные диаграммы для нормального режима работы АЦП

Рисунок 3.3 Принципиальная схема аналогового блокаАЦП имеет встроенный источник опорного напряжения (ИОН) напряжением 1.25 В, который подключен к выводу REFOUT. Ко входам REFINA и REFINB можно подключить внешний ИОН. Мы будем использовать встроенный источник, поэтому эти выводы не используются.

При подаче высокого уровня на вход DFS (Data Format Output) данные выводятся в дополнительном коде, а при низком уровня в прямом коде.

На вход ENCA и ENCB подадим тактовый сигнал от МК для запуска процесса преобразования. На рисунке 3.5 изображена схема включения АЦП.

Порт P4 и P5 микроконтроллера подключены к цифровым выходам канала A и B АЦП соответственно.

Порт P0 используется для вывода сигнала тактирования АЦП. Порт P3 - для подачи сигналов управления на ЖКД.

Порт P1 используется для вывода данных на ЖКД.

Вывод VDD напряжение питания цифровой части МК, DGND земля цифровой части МК. Вывод AV+ напряжение питания аналоговой части МК, DGND земля аналоговой части МК [5].

TMS, TCK, TDI, TDO выводы через которые производится загрузка и отладка программы. Они соединены c выводами JTAG интерфейса.

Так как мы будем использовать встроенный тактовый генератор с частотой 24.5 МГц, выводы XTAL1 и XTAL2 не используются. MONEN монитор питания при высоком уровне напряжения на нём сбрасывает микроконтроллер, если VDD<VRST, а при низком уровне он отключен.

На вывод VREF выводится напряжение ИОН. Вход VREFA подключим к выходу VREF для того чтобы использовать внутренний ИОН для работы АЦП. Таким образом, встроенный в МК АЦП будет измерять постоянное напряжение.

Для измерения постоянного напряжения с канала 1 будем использовать вход AIN0.1, а для измерения постоянного напряжения с канала два - вход AIN0.2.

На рисунке 3.6 представлена схема цифрового блока.

Рисунок 3.5 Схема включения АЦП

Рисунок 3.6 Схема включения МК

К порту P6 подключаются 8 кнопок, с помощью которых задаётся количество вольт на деление. К порту P7 подключены такие же кнопки, но с помощью них задаётся количество секунд на деление. После нажатия кнопка остаётся нажатой. Повторное нажатие переводит кнопку в исходное состояние. Схема иерархического блока кнопок приведена на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Схема иерархического блока кнопок.

Ко входу P2 подключены цифровые входы ключей. Подключение произведено через дешифраторы, чтобы уменьшить длину управляющего кода.

Для отображения осциллограммы воспользуемся ЖКД производства компании Hantronix HDM3224-1 c разрешением 320x240 пикселов и встроенным контроллером SED1335 фирмы Epson.

Описание контактов SED1335 [6]:

Выходы:

VA0 - VA15 - 16 разрядный адрес памяти дисплея. Выходы подключены к адресным входам микросхем памяти.

VD0 VD7 - 8 разрядная шина данных дисплея. Шина соединена с шинами данных микросхем памяти.

VRD - активный по низкому уровню выход управления чтением памяти дисплея.

VCE- активный по низкому уровню сигнал управления режимом ожидания статической памяти.

VWR - активный по низкому уровню выход управления записью памяти дисплея.

XD0 - XD3- 4 разрядные выходы данных Х-драйвера (управление столбцами). Выходы соединены со входами данных D3 D0 дисплея.

XSCL выход, вырабатывающий сигнал тактирования для сдвигового регистра (соединён со входом CP дисплея). Задний фронт XSCL защёлкивает данные XD0…XD3 на входе регистра сдвига.

LP защёлка импульса. Защёлкивает сигнал на сдвиговых регистрах Х-драйвера в защёлках выходных данных. LP - сигнал, отпирающий по заднему фронту, и приходящий один раз в каждой строке дисплея.

YD пусковой импульс развёртки. Он действует во время последней строки каждого кадра и сдвигает Y-драйверы один за другим (по YSCL), для проверки общих соединений дисплея.

Входы:

XG и XD входы, к которым подключается внешний тактовый генератор

VDD- напряжение питания от 2.7 В до 5.5 В.

VSS общий вывод.

D0 - D7 шина данных. Контакты входа/выхода на три состояния. Подключаются к микропроцессорной шине данных.

SEL1 и SEL2 контакты выбора интерфейса микропроцессора (таблица 3.2).

Таблица 3.2 Виды интерфейсов, поддерживаемые контроллером SED1335

SEL1SEL2ИнтерфейсA0RDWRCS00Семейство 8080A0RDWRCS10Семейство 6800 A0ER/WCS

A0 выбор типа данных. А0, в конъюнкции с сигналами RD и WR или R/W и Е, контролирует тип доступа к SED1335F, как показано ниже в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Функции, поддерживаемые контроллером SED1335, настроенного на интерфейс семейства 8080

А0RDWRФункция 001Чтение флага статуса 10 1Чтение данных дисплея и адрес курсора 01 0Запись данных дисплея и параметров 110Запись команды

RD или E сигнал чтения или разрешения. Когда выбран интерфейс семейства 8080, этот сигнал действует как активный низко уровневый строб-импульс чтения.

WR или R/W сигнал записи. Когда выбран интерфейс семейства 8080, этот сигнал действует как активный низко уровневый строб-импульс чтения. Шина данных защёлкивается по переднему фронту этого сигнала.

CS - выбор чипа. Этот активный по низкому уровню вход разрешает SED1335F.

RES сброс. Этот активный по низкому уровню вход осуществляет аппаратный сброс SED1335F.

Схема представлена на рисун

www.studsell.com

Реферат Осциллограмма

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 Применение
  • 1.1 Курсорные измерения
  • 1.2 Захват строки телевизионного сигнала
• 2 Классификация
• 3 Устройство
  • 3.1 Экран
  • 3.2 Сигнальные входы
  • 3.3 Управление разверткой
  • 3.4 Триггер
• 4 Использование
• 5 История
• 6 Интересные факты
ПримечанияЛитература

Введение

Осциллограф

Осцилло́граф (лат. oscillo — качаюсь + греч. γραφω — пишу) — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи; также измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране либо записываемого на фотоленте.

Современные осциллографы позволяют разворачивать сигнал гигагерцовых частот. Для разворачивания более высокочастотных сигналов можно использовать электронно-оптические камеры.

1. Применение

Фигура Лиссажу на экране двухканального осциллографа

Используются в прикладных, лабораторных и научно-исследовательских целях, для контроля/изучения электрических сигналов — как непосредственно, так и получаемых при воздействии различных устройств/сред на датчики, преобразующие эти воздействия в электрический сигнал.

1.1. Курсорные измерения

1.2. Захват строки телевизионного сигнала

2. Классификация

По назначению и способу вывода измерительной информации:

• Осциллографы с периодической развёрткой для непосредственного наблюдения формы сигнала на экране (электронно-лучевом, жидкокристаллическом и т. д.) — в зап.-европ. языках oscilloscop(e)
• Осциллографы с непрерывной развёрткой для регистрации кривой на фотоленте (шлейфовый осциллограф) — в зап.-европ. языках oscillograph

По способу обработки входного сигнала

• Аналоговый
• Цифровой

По количеству лучей: однолучевые, двулучевые и т. д. Количество лучей может достигать 16-ти и более (n-лучевой осциллограф имеет nное количество сигнальных входов и может одновременно отображать на экране n графиков входных сигналов).

Осциллографы с периодической развёрткой делятся на: универсальные (обычные), скоростные, стробоскопические, запоминающие и специальные; цифровые осциллографы могут сочетать возможность использования разных функций.

Также существуют осциллографы, совмещенные с другими измерительными приборами (напр. мультиметром).

Осциллограф также может существовать не только в качестве автономного прибора, но и в виде приставки к компьютеру (подключаемой через какой-либо порт: LPT, COM, USB, вход звуковой карты).

3. Устройство

Осциллограф с дисплеем на базе ЭЛТ состоял из электронно-лучевой трубки, блока горизонтальной развертки и входного усилителя (для усиления слабых входных сигналов). Также содержатся вспомогательные блоки: блок управления яркости, блок вертикальной развертки, калибратор длительности, калибратор амплитуды.

Современные осциллографы всё в большей степени переходят (как и вся техника визуализации — телевизоры, мониторы и тп.) на отображение информации на экране ЖК-дисплеев.

3.1. Экран

Схема электронно-лучевой трубки осциллографа: 1 — отклоняющие пластины, 2 — электронная пушка, 3 — пучок электронов, 4 — фокусирующий соленоид, 5 — экран

Осциллограф имеет экран A, на котором отображаются графики входных сигналов (у цифровых осциллографов изображение выводится на дисплей (монохромный или цветной) в виде готовой картинки, у аналоговых осциллографов в качестве экрана используется электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением). На экран обычно нанесена разметка в виде координатной сетки.

3.2. Сигнальные входы

Осциллографы разделяются на одноканальные и многоканальные (2, 4, 6, и т. д. каналов на входе). Многоканальные осциллографы позволяют одновременно сравнивать сигналы между собой (формы, амплитуды, частоты и пр.)

3.3. Управление разверткой

Имеются значительные отличия в аналоговых и цифровых осциллографах. В цифровых осциллографах, строго говоря, не требуется синхронизация, так как при частоте обновления 1 сек и менее изображение на экране вполне читаемо визуально.

Режимы развертки:

• автоматический;
• ждущий;
• автоколебательный;
• однократный;

3.4. Триггер

Если запуск развёртки никак не связан с наблюдаемым сигналом, то изображение на экране будет выглядеть «бегущим» или даже совершенно размазанным. Это происходит потому, что в этом случае осциллограф отображает различные участки наблюдаемого сигнала на одном и том же месте. Для получения стабильного изображения все осциллографы содержат систему, называемую триггер.

Триггер в осциллографе — это устройство, которое задерживает запуск развёртки до тех пор, пока не будут выполнены некоторые условия. Триггер имеет как минимум две настройки:

• Уровень сигнала: задаёт входное напряжение (в вольтах), при достижении которого запускается развёртка
• Тип запуска: по фронту или по спаду

Таким образом, триггер запускает развёртку всегда с одного и того же места сигнала, поэтому изображение сигнала на осциллограмме выглядит стабильным и неподвижным (конечно, только при правильных настройках триггера).

4. Использование

Для работы с осциллографом предварительно необходимо произвести калибровку его канала (каналов). Калибровка производится после прогрева прибора (примерно минут 5). Калибратор встроен в большинство осциллографов. Для калибровки высокочастотных моделей желательно иметь шнур с двумя разъемами (на выход калибратора и на вход осциллографа) иначе возможны искажения сигнала. Для низкочастотных моделей возможно просто коснуться щупом выхода калибратора. Далее ручку вольт/дел. ставится так, чтобы сигнал калибратора занимал 2—4 деления на экране (то есть, если калибратор 1 вольт,- то на 250 милливольт). После этого канал включается на переменное напряжение и на экране появится сигнал. Далее, в зависимости от частоты калибратора, ручка развертки ставится в положение при котором видно не менее 5—7 периодов сигнала. Для частоты 1 килогерц частота развертки при которой каждый период занимает одно деление экрана равен 1 мс (одна миллисекунда). Далее необходимо убедиться, чтобы сигнал на протяжении этих 5-7 периодов попадал точно по делениям экрана. Для аналоговых осциллографов нормируется как правило ±4 деления от центра экрана, то есть на протяжении восьми делений должен совпадать точно. Если не совпадает, следует поворачивать ручку плавного изменения развертки добиваясь совпадения. Заодно проверяется амплитуда (размах) сигнала — она должна совпадать с тем, что написано на калибраторе. Если не совпадает, то необходимо добиться совпадения, поворачивая ручку плавного изменения чувствительности вольт/дел. Необходимо помнить, что если установлена чувствительность канала в 250 милливольт, то сигнал в 1 вольт занимает при правильной настройке 4 деления. После калибровки прибор будет показывать сигнал точно. Теперь можно не только смотреть, но и измерять сигналы.

Допустим, имеется устройство на выходе которого заведомо известный по напряжению сигнал. Чувствительность вертикального отклонения (Вольт/дел) устанавливается так, чтобы отображаемый на экране сигнал не выходил за рамки экрана, щуп устанавливается в нужное место на плате, после чего на экране появится исследуемый сигнал. При необходимости развертка переключается в позицию удобную для наблюдения. Если сигнал превышает допустимую документацией осциллографа, то необходимо воспользоваться делителем с коэффициентом деления 1/10 или 1/100 и соблюдать правила электробезопасности. Можно измерять амплитуду и частоту сигнала подсчитывая деления по вертикали и горизонтали. Некоторые модели осциллографов оснащены системой которая подсвечивает часть луча и измеряет время этого подсвеченного участка, это удобно при измерении частоты или периода — вручную выставляется длина подсвеченного участка, например, на начало и конец одного или нескольких периодов сигнала и на цифровом табло считывается значение в миллисекундах или иной временной единице. Амплитуда сигнала измеряется аналогично.

5. История

Первый осциллограф был изобретён французским физиком Андре Блонделем в 1893 году.

6. Интересные факты

• В связи со значительной стоимостью профессиональных осциллографов многие радиолюбители самостоятельно создают осциллографы (и осциллографические приставки к персональному компьютеру)[1].
• Многие радиолюбители используют тракт звукозаписи установленной в компьютере звуковой карты в качестве устройства ввода для измерения низких (до 20-22 кГц) частот; для ПК дополнительно требуется программа[2].
• Именно экран осциллографа использовался как дисплей для одной из первых видеоигр Tennis For Two представляющий из себя виртуальный вариант тенниса. Игра работала на аналоговой вычислительной машине и управлялась специальным игровым контроллером paddle[3].
• Выражение "стрелка осциллографа" стало синонимом дремучего невежества, излагаемого в наукообразной форме.

Примечания

1. Сделал осциллограф дешевле $30 // forum.ixbt.com, 08 сентября 2006 - forum.ixbt.com/topic.cgi?id=48:5985
2. Осциллограф на звуковой карте // figozavr.ru, 24 августа 2009 - figozavr.ru/oscillograf-na-zvukovoj-karte/
3. Игра, которая изменила мир — Компьютерра-Онлайн - www.computerra.ru/think/sentinel/33148/

wreferat.baza-referat.ru

Цифровой осциллограф - Реферат стр. 5

/b> = TC/R =39h - длина строки равна 58 байтов.

P6 = L/F = EFh - количество линий на кадр равно 240.

P7 = AL = 28h и P8 = AH = 0 - горизонтальный адресный диапазон (текстовый) равен 40.

Значения параметров команды Scroll (код 44h):

P1 = SAD 1L = 0 и P2 = SAD1H = 0 - начальный адрес первого экранного блока прокрутки.

P3 = SL1 = P6 = SL2 = EFh - 255 строк на прокручиваемый блок.

P4 = SAD2L = B0h и P5 = SAD2H = 04h - начальный адрес второго блока прокрутки.

P7 = SAD3L = 0h и P8 = SAD3H = 0h - начальный адрес третьего блока прокрутки.

P9 = SAD4L = 0h и P10 = SAD4H = 0h - начальный адрес четвёртого блока прокрутки.

Значения параметров команды CURSOR FORM (код 5Dh):

P1= CRX = 04h ширина курсора равна 5 пикселей.

P2 = 86h.

CRY = 6h - высота курсора равна 7 пикселей

CM = 1 блочный курсор.

Далее выставляется команда CURSOR DIRECTION с кодом 4Сh. Два младших бита кода команды CD1 и CD2 сброшены, поэтому курсор будет двигаться вправо.

Значения параметра команды HORIZONTAL SCROLL RATE (код 5Ah):

P1 = 0 ноль пикселей для прокрутки.

Значения параметра команды OVERLAY (код 5Ah): P1 = 01h.

MX0 = 0 и MX1 = 1 - метод композиции наслоённого экрана следующий: (L1 and L2) or L3.

DM1 = DM2 = 0 текстовый режим отображения блоков экрана 1 и 3, соответственно.

Командой DISPLAY ON/OFF (код 59h) включается дисплей (P1=16h).

Изображение выводится на дисплей сканированием его памяти. Курсор двигается слева направо и сверху вниз. Каждый бит в памяти соответствует пикселю на дисплее. Контроллер настроен так, что ширина горизонтальной линии равна 40 байтов (40*8=320) и этих линий 240. Контроллер сканирует память дисплея, пока не достигнет конца ряда, а потом переходит на следующий ряд. То есть адрес начала ряда с номером n равен 40*n или 28h*n.

Информация о сигнале с канала 1 хранится в XRAM микроконтроллера по адресу 000h 0F0h (240 байтов).

Для отображения осциллограммы по вертикали нужно 256 пикселей, так как АЦП 8 ми разрядный. По горизонтали будем использовать 240 пикселей. То есть размер графического экрана равен байтов. Эти байты будут храниться в XRAM по адресу 0200h 1FFFh.

Коду 0 соответствует напряжение -0.512 В, а коду 255 соответствует напряжение +0.512 В. Коду 128 напряжение 0 В. В каждом байте, которые хранятся по адресу 000h 0F0h содержится номер пикселя в строке дисплея, который нужно зажечь. Адрес байта это номер строки (Рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 Соответствие байтов памяти дисплея и положения пикселей на дисплее.

На рисунке 5.3 более подробно приведены блок-схемы подпрограмм для записи команд и данных в память дисплея.

Перед выводом осциллограммы посылается команда с кодом 46h CSRW - установка адреса курсора. У неё два параметра два байта шестнадцатиразрядного адреса. Мы устанавливаем курсор в начало графической страницы.

Осциллограмма выводится путём подачи команды MWRITE контроллеру SED1335. После выставления кода команды 42h производится посылка байтов данных в память дисплея.

Текст программы представлен в приложении A. В программе приведена только подпрограмма InputADC1, так как подпрограмма InputADC2 такая же.

Изменены лишь названия переменных.

Рисунок 5.3 Блок схема алгоритма подпрограммы WrComm и WrData

240 команд идущих подряд, записывающих данные с АЦП с частотой дискретизации 10 МГц также не приведены.

ПРИЛОЖЕНИЕ A

Программа для МК цифрового осциллографа.

;--------------------------------------------------------------------------------

; НГТУ РЭФ Кафедра ЭП 2006г.

; Азанов М.А. РЭ3-11

; FILE NAME : dig_osc.asm

; TARGET MCU : C8051F120

; DESCRIPTION : Программа для МК цифрового осциллографа.

; NOTES : Прием данных с АЦП, сохранение выборки в памяти, вывод данных

; на ЖКИ, прием данных о параметрах сигнала и установка нужной

; частоты дискретизации и уровня сигнала

;----------------------------------------------------------------------------------

$include (c8051f120.inc)

;-------------------------

;Объявление переменных

;-------------------------

kf equR0;коэффициент частоты дискретизации

; kfn f Т

; 1 10М 100н

; 2 5М 200н

; 3 2.5М 400н

; 4 500к 2мк

; 5 250к 4мк

; 6 50к 20мк

; 7 25к 40мк

; 8 5к 200мк

; 92.5к 400мк

;10500 2м

;11250 4м

CoefAmplif equ R2 ;коэффициент усиления

i equ R3 ;переменная - cчётчик1

Num equ R4

kf1 equ R5

kf2 equ R6

switch equ P2 ;порт, управляющий аналоговыми коммутаторами

Button_kf equ P6

Button_CoefAmplif equ P7

Padc1 equ P4 ;АЦП канал 1

Padc2 equ P5 ;АЦП канал 2

;-----------------------------------------------------------------------------

; Векторы прерывания и сброса

;-----------------------------------------------------------------------------

cseg AT 0;Определение сегмента в адресном пространсве CODE по адресу 0

jmp Config ;Относительный переход на Config

;------------------------------------

; Объявленеие сегмента Main

;------------------------------------

Main segment CODE;объявление сегмента Main, имеющего класс памяти CODE

rseg Main;выбор сегмента Main

using 0 ;использовать банк регистров 0

Config:

mov SP,#07Fh ;стек расположен по адресу 80h в ОЗУ

;----------------------------------------------------------------

; Настройка WDT

;----------------------------------------------------------------

;Отключение WDT

clr EA ;Запретить все прерывания

mov WDTCN, #0DEh

mov WDTCN, #0ADh

setb EA

;----------------------------------------------------------------

; Настройка портов ввода-вывода

;----------------------------------------------------------------

mov SFRPAGE, #00Fh ;П

www.studsell.com

Смотрите также

• 
  Реферат бисмарк
• 
  Кардиомиопатия реферат
• 
  Балалайка реферат
• 
  Вязкость реферат
• 
  Реферат фотоэффект
• 
  Земноводные реферат
• 
  Инклюзия реферат
• 
  Штамповка реферат
• 
  Фиалка реферат
• 
  Реферат фиалка
• 
  Реферат самарканд