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自制专属数字示波器(含原理图、程序源码及使用指南)-电路方案

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简介:
本项目提供一套详细的数字示波器制作教程,包括硬件设计原理图和软件编程源代码,并附有操作手册,帮助电子爱好者构建自己的数字示波器。 关于是德科技:是德科技(NYSE:KEYS)原为安捷伦电子测量事业部,现已成为全球领先的电子测量技术和市场领导者,专注于无线通信、模块化及软件解决方案的持续创新,并致力于提供卓越的客户体验。公司提供的产品包括各种电子测试仪器、系统和相关服务,广泛应用于各类设备的设计、研发、制造以及安装调试等环节。 最近一直在研究STM32与LCD屏的应用,从字符显示到TFT屏幕,从小尺寸(如1.8寸)到大尺寸(例如3.5寸),我都一一尝试过。现在公司有了一些新项目,但我一直想利用这些技术做一些有趣的东西。由于工作需要使用示波器,而公司的便携式设备并不方便带回家用;市场上购买的示波器价格又较高,于是我决定自己动手制作一个DIY版。 性能目标: - 电源:采用两节2500mAh锂电池供电,确保至少连续运行五小时。 - 主控芯片:STM32F103ZET6 - 显示屏:3.2寸TFT LCD(分辨率320×240,显示色彩数达65K) - 模拟数字转换器(ADC):ADS831与IDT7205配合使用 - 最高实时采样率可达60Msps,精度为8位;内置取样缓冲区容量为5k。 - 垂直灵敏度设置包括5V、1V、500mV、200mV、100mV等档位,并通过STM32的DA输出实现按键调节波形基准电压功能,同时显示位置指示。 - 水平时基范围设定有2S至1uS等多种选项;水平位置可调并带有相应的指示器。 - 输入阻抗大于等于1MΩ,最大输入信号峰值可达50Vpp;支持AC/DC耦合模式切换。 - 实现自动触发、常规触发和单次触发方式,并具备上升沿或下降边沿的触发电平高低调节功能及电压显示提示信息。此外还提供RUN/STOP控制选项以简化操作流程,通过16个单独按键即可完成所有基本设置。 预留扩展功能: - 波形发生器:计划利用STM32另一路DA输出结合NE5532芯片生成正弦波、三角波和方波信号。 - SD卡支持数据存储与读取;提供串行接口以连接计算机进行数据分析或远程软件升级等操作。 以上为数字示波器的设计参数及目标性能概述。

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    本项目提供一套详细的数字示波器制作教程,包括硬件设计原理图和软件编程源代码,并附有操作手册,帮助电子爱好者构建自己的数字示波器。 关于是德科技:是德科技(NYSE:KEYS)原为安捷伦电子测量事业部,现已成为全球领先的电子测量技术和市场领导者,专注于无线通信、模块化及软件解决方案的持续创新,并致力于提供卓越的客户体验。公司提供的产品包括各种电子测试仪器、系统和相关服务,广泛应用于各类设备的设计、研发、制造以及安装调试等环节。 最近一直在研究STM32与LCD屏的应用,从字符显示到TFT屏幕,从小尺寸(如1.8寸)到大尺寸(例如3.5寸),我都一一尝试过。现在公司有了一些新项目,但我一直想利用这些技术做一些有趣的东西。由于工作需要使用示波器,而公司的便携式设备并不方便带回家用;市场上购买的示波器价格又较高,于是我决定自己动手制作一个DIY版。 性能目标: - 电源:采用两节2500mAh锂电池供电,确保至少连续运行五小时。 - 主控芯片:STM32F103ZET6 - 显示屏:3.2寸TFT LCD(分辨率320×240,显示色彩数达65K) - 模拟数字转换器(ADC):ADS831与IDT7205配合使用 - 最高实时采样率可达60Msps,精度为8位;内置取样缓冲区容量为5k。 - 垂直灵敏度设置包括5V、1V、500mV、200mV、100mV等档位,并通过STM32的DA输出实现按键调节波形基准电压功能,同时显示位置指示。 - 水平时基范围设定有2S至1uS等多种选项;水平位置可调并带有相应的指示器。 - 输入阻抗大于等于1MΩ,最大输入信号峰值可达50Vpp;支持AC/DC耦合模式切换。 - 实现自动触发、常规触发和单次触发方式,并具备上升沿或下降边沿的触发电平高低调节功能及电压显示提示信息。此外还提供RUN/STOP控制选项以简化操作流程,通过16个单独按键即可完成所有基本设置。 预留扩展功能: - 波形发生器:计划利用STM32另一路DA输出结合NE5532芯片生成正弦波、三角波和方波信号。 - SD卡支持数据存储与读取;提供串行接口以连接计算机进行数据分析或远程软件升级等操作。 以上为数字示波器的设计参数及目标性能概述。
  • 交通板(、PCB)-
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    本项目详细介绍了一个DIY交通指示灯电路板的设计与制作流程,包括原理图、PCB设计和程序源代码。适合电子爱好者学习参考。 该交通指示灯模块由四种不同颜色的LED组成,分别表示东部、西部、北部和南部方向。每10秒进行一次灯光切换,其中黄灯切换时间为3秒。还包括交通指示灯电路板实物图、PCB截图以及所需器件清单(BOM)截图。
  • 行车里表(、PCB)-
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    本项目提供了一种自制自行车里程表的设计方案,包含工作原理图、PCB设计以及完整源代码,便于DIY爱好者参考和实践。 本设计为自行车提供了一个实时显示里程和时速的功能。系统主要由电源升压部分、MCU控制部分、霍尔传感器、液晶显示以及开关、接口等组成。系统采用8051单片机进行控制,通过霍尔传感器将自行车转速转化为脉冲信号,并利用51单片机对这些脉冲信号进行处理,最后将结果传递给1602LCD液晶显示器展示出来。 关于制作的实物图片显示:霍尔传感器在自行车中的安装情况如图所示。原理图截图如下: (以上描述中省略了具体的图像和链接信息)
  • 今越存储设计(HEX文件)-
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    本项目提供一套完整的数字存储示波器设计方案,包含详细原理图和可直接使用的程序HEX文件。适合工程师和技术爱好者进行学习与开发。 ### 1. 工作原理 图1展示了该示波器的结构框图。输入信号通过耦合电路后进入由衰减器、放大器和选择开关组成的模拟通道,经过处理后再送入A/D转换器转变为数字信号,并最终经处理器转化为适当的波形在LCD屏幕上显示出来。模拟通道的主要作用是调节信号强度,以适应屏幕的显示范围。 ### 2. 操作说明 该示波器的操作相对简单,与专业设备相似。使用时只需接通电源即可开始工作。通过按键调整参数时,首先选择需要修改的具体参数,此时屏幕上会亮起相应的指示标记;然后利用[+]和[-]键进行调节。下面详细解释各开关及按钮的功能。 **耦合选择开关:** 用于设定信号的输入方式(交流或直流)。当被测信号包含交、直流成分时,若仅需观察其中的交流部分,可以选择“交流”模式通过电容器隔除掉直流分量,以便更清晰地显示波动变化情况。 **衰减与倍率选择开关:** 这两个功能通常会配合使用以调整输入到A/D转换器中的信号幅度。如果信号过大可能会超出屏幕范围,过小则难以准确观察细节,因此需根据实际情况调节合适的数值。其中“衰减”设置可选1或1/10,“倍率”选项为1、1/2和1/5,分别对应不同的放大比例。结合两者即可确定整个模拟通道的总增益水平。 **SEC/DIV(时基):** 决定屏幕上每个时间单位所代表的实际长度。例如设置为5ms,则意味着一格表示时间为5毫秒;若观察频率为50Hz的交流信号,其一个周期会在显示屏上显示4格即20ms左右。 **V.POS(垂直位置):** 用于调节波形在屏幕上的上下移动程度,左侧的小三角形标志代表零电平点的位置。 **H.POS(水平位置):** 控制波形沿水平方向的偏移量。采集到的数据片段可以通过此功能查看不同区域的内容,在下方有窗口指示器帮助定位当前视图范围内的具体部分。 **MODE(触发模式):** 选择示波器捕捉信号的方式,包括自动、常规和单次三种类型,详细说明请参阅相关资料。 **SLOPE(边沿触发):** 定义产生触发的边界条件是上升还是下降沿。 **LEVEL(触发电平):** 调整触发电压值大小,在右侧的小三角形处可见其具体数值。 ### 3. 注意事项 1. 避免直接测量市电电压。 2. 输入信号的最大峰峰值不要超过50V。 3. 确保电源不超过16V供电限制。 ### 4. 技术指标 - **最高实时取样率:** 2M点/秒,精度8位 - **模拟频带宽度:** DC至1MHz - **垂直灵敏度:** 从0.1V到5V(按1、2、5递增) - **输入阻抗:** 1兆欧姆 - **耦合方式:** 直流/交流 - **信号电压范围:** ±50伏特 - **水平时基范围:** 从5微秒至1分钟(按1、2、5递增) - **触发模式:** 自动,常规和单次触发选项 - **边沿类型选择:** 上升或下降沿均可作为触发电平的参考点 **频率计:** - 测量范围:最高可达10MHz - 周期测量上限为100秒 - 灵敏度设定在3V峰值水平
  • 【开】便捷实的国外便携式设计、PCB)-
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    本项目提供一套便于携带的国外设计的示波器方案,包含详尽的原理图、PCB布局和程序源代码。适合电子爱好者与工程师参考使用。 是德科技(NYSE:KEYS)原为安捷伦电子测量事业部,是一家全球领先的电子测量技术和市场领导者,专注于无线通信、模块化及软件解决方案的创新,并致力于提供卓越的客户体验。公司提供的产品包括各种电子测试仪器、系统、软件和服务,在设计、研发、制造和运营等各个阶段的应用范围广泛。 本段落介绍了一款基于国外网站的设计方案的手持便携示波器制作指南,适用于具有单片机基础的人士进行操作,即使是经验丰富的工程师也能轻松完成。对于有一定基础知识的初学者而言,则可以将其视为一次提升技能的机会。所需的所有元器件在国内均可购买到,为实际制造提供了便利。 附件中包含了电路图、PCB文件、原理简介、基本软件以及作者基于此架构开发的一些程序等内容(当所选元件不同时可能需要自行调整相关代码)。本设计采用的是Atmel的ATmega162单片机,并结合了ADS830,XC9572,IDT7201,LMG6402PFLR,ICL7660A,7805和OPA2652等其他组件。 该便携示波器具有以下技术参数: - 最大采样频率:40MSPS - 输入最大频率:5MHz - 不失真显示的最大输入信号频率:10MHz - 输入电路带宽:20MHz - 显示分辨率:总分辨率为240X128,跟踪分辨率为200x125 - 灵敏度设置为每格40mV 此设备支持以下功能: - 直流耦合输入模式(DC) - 输入阻抗设定在10K欧姆上 - 使用单一的直流电源供电,工作电压范围8至10伏特,电流需求最大为1安培 - 时间基数可调,从一秒到500纳秒不等 附件中包含有详细的制作说明文档(WORD格式)、原理图和PCB文件以及各种软件资源。此项目是开源的,经验丰富的工程师可以在此基础上进行进一步开发。 需要注意的是: - 本项目的成本估计在200元人民币以内,但不含烧录设备费用。 - 对于初学者可能不太适合直接制作这款示波器,不过它仍可作为学习参考使用。
  • 【开】小巧便携单通道)-
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    本项目是一款开源的单通道示波器设计,具备体积小、重量轻的特点。附带详细的原理图及代码,便于用户进行研究与开发。 关于是德科技:是德科技(NYSE:KEYS)原为安捷伦电子测量事业部,现已成为全球领先的电子测量技术和市场领导者,致力于无线通信、模块化和软件解决方案的持续创新,并专注于提供卓越的客户体验。公司提供的产品包括各种电子设备设计、研发、制造、安装及运营所需的仪器、系统、软件和服务。 该单通道示波器采用MCU单片机STC12C5A60S2完成,没有前端部分,仅用于娱乐目的。最近添加了贪吃蛇游戏功能,但程序中包含了一些来自他人的代码,并且修改得不够完善。关于晶振:30M;带宽:200kHz。 有人提问:“STC单片机AD采样速率最快才250K,楼主怎么做到带宽为200kHz?”回答如下: 带宽和采样率是两个不同的概念。例如,如果示波器的带宽为100M且采样速率为500MS/S,则最高输入信号频率可达100MHz以上就会失真。该单通道示波器的带宽为250kHz,而实际使用中的最大AD采样速率是200KHz,因此等效于每秒采集2百万个数据点(即10bit*200Khz=2MS/S)。根据香农定理,只要采样频率大于信号的两倍就可以重建原始信号。也就是说,在这种情况下可以测量到最高达100kHz的信号。 该单通道示波器程序源码截图和实物图已展示,供参考查看。
  • 双通道,分享、PCBFPGA工包-
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    本项目提供一个自制双通道数字示波器的设计方案,包括详细的原理图、PCB布局和FPGA源代码,适用于电子爱好者和技术人员学习与实践。 示波器采用PSP液晶屏进行显示测试后发现其功耗高于现有的3.5寸屏幕,尽管该显示屏的分辨率略高于480*272像素,并且显示效果更细腻,但不如4.3寸屏幕看起来更加舒适。 双通道示波器使用了AD9288芯片作为核心元件。这款单片机采样模数转换器(ADC)具备两个独立的工作核,内置的片内采样保持电路使它适用于低成本、低功耗和易于集成的设计需求。该器件在100 MSPS时可以提供卓越动态性能,并且每个通道都可以单独进行操作。 双通道示波器的技术参数如下: - 通道数量:2 - 模拟带宽:30MHz - 双通道采样率:每秒1.25亿次(即125Msps) - 垂直精度:8位 - 存储深度:每个通道至少为8KB - 电压灵敏度范围:从10mV/格到5V/格(使用1:1探头时) - 扫描速率范围:从100ns/格到5s/格 该设备支持以下功能: - 快速傅里叶变换(FFT)分析,点数为1024 - X-Y模式显示能力 - 触发方式包括单次触发、正常运行和自动触发,并且可以调整触发电平以实现超前或滞后触发效果 其显示屏采用的是分辨率为480*320像素的3.5寸高分辨率液晶屏。在电源方面,示波器的工作电压范围为6.2V至9V,推荐使用稳定的8伏供电;最大电流消耗量不超过350mA(当输入电压是8伏时),由于数字部分采用DC/DC稳压电路,所以具体功耗会根据不同的供电电压有所变化。 对于按键功能的说明如下: - 按键S0用于切换示波器模式和FFT分析 - S1允许选择单个通道或双通道操作以及X-Y显示方式 - S2提供自动上升沿、下降沿触发及正常触发选项,同时支持触发电平调节与超前/滞后触发设置。 - 按键S3用于设定哪个信号作为触发源,在使用单一通道时默认为当前活动的信道;而在双通道或X-Y模式下,则可选择任意一个输入端口进行控制。 - S4允许用户从1000点、2000点、4000点和8000点中挑选存储深度,以适应不同的采样需求。在低速扫描时采用较小的内存容量可以提高实时性能表现。 - 按键S5用于切换交流耦合(AC)或直流耦合(DC) - S6调整上下按钮的功能为增益调节、基线位置设定及触发电平设置 - 左右按键通过S7选择扫速控制和触发水平定位功能,左右操作分别对应速度与时间轴的微调。 - 按键S8用于在正常模式下实现单次捕获事件;当处于自动状态时则不可用此选项。 - S9按钮负责示波器的操作暂停与继续。
  • RGB LED控
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    本项目提供了一种RGB LED控制电路的设计方案,包括详细的电路原理图和相关代码。通过该方案,用户可以轻松实现对RGB LED的颜色变换和亮度调节功能。 这款2层PCB板尺寸为71.8 x 71.8毫米,采用FR-4材质,厚度为1.6毫米,单面板设计,并使用带铅的HASL工艺处理表面,阻焊剂颜色为黑色,丝网印刷色为白色。该电路板基于PIC18F25K22微控制器开发,用于控制RGB LED灯条并支持蓝牙模块安装选项。 具体功能如下: - 使用SSOP28封装的PIC18F25K22芯片,并在板上提供ICSP编程引脚。 - 供电电压为12V,内置3.3伏线性稳压器以满足电路需求。 - 配备一个带有开关的旋转编码器用于操作控制。 - 设计有三个输出连接到DPACK封装N型MOSFET,用以调节RGB LED灯条中红、绿、蓝三种颜色的亮度。 - 四个独立输出通过SOIC8封装P型MOSFET与LED灯条电源正极相连,用于控制供电电压。 - 提供了添加蓝牙HC-05或HC-06模块的空间以实现无线通信功能。 - 外设接口包括六个可用于外部输入和输出的引脚。
  • 毕业设计成果展、PCB文件、Proteus硬件仿真-
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    本项目为毕业设计作品,展示了自主研发的数字示波器,包括详细的电路原理图、PCB布局文件和软件代码,并提供了Proteus仿真实验。 数字示波器通过将输入的模拟信号进行AD转换并数值化后在LCD上显示,实现多种参数测量功能。被测信号类型多样,可以是交流或直流信号,并且幅度大小不一。为适应这些复杂信号,在进行AD转换前需要一些辅助电路来调理和转换信号。电压跟随器是一种常见的示波器仿真效果图中的电路元件。 附件包含以下资料: 请注意:此资源由卖家免费提供分享,但不附带技术支持服务,请在使用前验证文件的准确性!如涉及版权问题,请联系管理员删除!
  • 高性价比WiFi速成)-
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    本指南详细介绍了一种高效且成本效益高的无线局域网传输解决方案,包括详细的电路设计图纸和程序代码,旨在帮助用户轻松掌握Wi-Fi图像传输技术。适合电子爱好者和技术开发者参考学习。 目前基于图像处理使用市场上监控摄像头进行二次开发的案例有很多,包括海康威视萤石开源摄像头;还有利用自带FIFO的OV7725或者OV7670摄像头模块结合stm32进行图传;以及OPENMV+OV7725的图像处理方案;还有一种是使用MIPS架构的路由器芯片例如RT5350加免驱MPJG摄像头方案。每一种方案的成本都较高,因为除了购买摄像头之外还需要额外购买单片机等配件。 好消息的是,乐鑫科技推出的ESP32芯片能满足图传的需求,并且在某宝上基于该芯片出售的ESP32-cam摄像头模块价格最低仅需26元,性价比很高。这款模块集成了ESP32最小系统板、OV2640摄像头和板载蓝牙WiFi天线。 然而很少人使用的原因是入门较难。如果采用乐鑫idf进行开发会非常麻烦且不易成功。经过个人半年的努力,在Arduino环境下掌握了ESP32图传技术,通过库函数快速实现了功能,并搭建了开发环境。 整个项目的核心是一个9KB的源码文件(名为websocket.ino),用于配置热点名称和密码等信息。使用CH340 USB转TTL电平模块进行程序下载与调试后,在浏览器中输入ESP32打印出的网址即可观看视频流,效果非常流畅且稳定。 总结来说,该项目演示了如何利用ESP32在局域网环境下通过路由器或笔记本热点连接,并用浏览器登录其IP地址来接收摄像头采集的画面信息。接下来将逐步发布更多基于此源码开发的新项目,如监控小车、智能控制摄像头等应用,请持续关注。