В первой части статьи мы рассмотрели основные характеристики и возможности прибора, принципиальную схему и основные узлы.
Программное обеспечение микроконтроллера ATXMEGA32A4, помимо основной задачи измерительного прибора, предоставляет дополнительные возможности: вычисление FFT (быстрое преобразование Фурье), автоматический поиск основной частоты, экспорт данных в BMP формат посредством интерфейса RS232.
Коэффициенты развертки: 1 мкс/дел, 2 мкс/дел, 5 мкс/дел, 10 мкс/дел, 20 мкс/дел, 50 мкс/дел, 100 мкс/дел, 200 мкс/дел, 500 мкс/дел, 1 мс/дел, 2 мс/дел, 5 мс/дел, 10 мс/дел, 20 мс/дел, 50 мс/дел, 0.1 с/дел, 0.2 с/дел, 0.5 с/дел, 1 с/дел, 2 с/дел, 5 с/дел, 10 с/дел, 20 с/дел, 50 с/дел.
Диапазон коэффициентов отклонения: 20 мВ/дел, 50 мВ/дел, 0.1 В/дел, 0.2 В/дел, 0.5 В/дел, 1 В/дел, 2 В/дел, 5 В/дел.
Управление прибором осуществляется с помощью двух энкодеров и 7-кнопочной клавиатуры. Меню управления состоит из двух основных разделов, выбор которых осуществляется с помощью кнопки K7. Кнопки K1-K5 предназначены для выбора пунктов текущего меню.
Кнопка K6 предназначена для выхода из текущего меню.
|
Меню /
Кнопка |
K1
|
K2
|
K3
|
K4
|
K5
|
|
1
|
Меню Канала 1
|
Меню настройки
цифровых входов |
Тип синхронизации
|
Источник
синхронизации |
Управление
курсорами |
|
2
|
Меню FFT
|
Управление AWG
|
Меню настройки
дисплея |
Установка режима
осциллографа |
Установка
режима FFT |
Приечание: AWG – генератор сигналов произвольной формы.
Если на дисплее не отображается меню, то активно меню по умолчанию (рабочий режим осциллографа).
|
K1
|
K2
|
K3
|
K4
|
K5
|
Энкодер 1
|
Энкодер 2
|
|
|
Меню по
умолчанию |
Старт / Стоп
|
Позиция по горизонтали
|
Скорость сэмплирования
|
||||
|
Меню
Канала 1 |
Канал вкл/выкл
|
Инвертир. кнала
|
Делитель
X1/X10 |
Средние выборки
|
Позиция канала
|
Коэффициент отклонения
|
|
|
Цифровой вход
|
вкл/выкл
|
Инвертир. кнала
|
Низкий уровень обозначить толстой линией
|
Serial Hex Display
|
Parallel Hex Display
|
Позиция канала
|
Размер
|
|
Тип
синхронизации |
Force Trigger
|
Свободный запуск
|
Обычная
|
Однократно
|
Авто
|
Задержка синхронизации
|
Trigger Timeout
|
|
Управление
курсорами |
Reference
Waveforms |
Автоматическая установка курсоров
|
Вкл/выкл вертикального курсора
|
Вкл/выкл гориз. курсора 1 канала
|
Курсор 1
|
Курсор 2
|
|
|
Анализатор спектра
|
Применить логарифм к FFT
|
оконная функция Hamming
|
оконная функция Hann
|
оконная функция косинуса
|
Оконная функция треугольника
|
Горизонтальная позиция
|
Скорость сэмплирования
|
|
Источник
синхронизации |
Канал 1
|
Внутренний ЦАП
|
PB0
|
PB1
|
Уровень синхронизации
|
||
|
Настройка
дисплея |
непрерывное обновление дисплея
|
Линии/точки
|
Показывать коэффициенты / настройки
|
Выбор типа сетки
|
Вкл/выкл подсветки
|
||
|
Управление
AWG |
Синусоида
|
Прямоугольные импульсы
|
Треугольные импульсы
|
Экспонента
|
Переключение энкодера
|
Часота / смещение
|
Амплитуда / скважность
|
Serial Hex Display – функция отображения шестнадцатеричного значения битов в последовательности на каждом канале. В расчет берется последовательность между двумя вертикальными курсорами, декодирование по 8 бит.
Parallel Hex Display – функция отображения шестнадцатеричного значения 4 параллельных цифровых каналов (4 бита).
Reference Waveforms – функция, позволяющая использовать захваченный аналоговый сигнал как образец.
Детальное описание некоторых функций и параметров
При включенном меню по умолчанию нажатие на кнопку K1 запускает или останавливает сбор данных (осциллограф).
Меню канала 1
|
K1: CH1ON
|
K2: INVERT
|
K3: X10
|
K4: AVRG
|
K5
|
|
Включение / выключение канала
|
Инвертирование
канала |
Переключение режимов
при использовании делителей |
Включение / выключение
режима усреднения |
Меню цифровых входов
|
K1: CHDON
|
K2: INVERT
|
K3: THCK0
|
K4: HEXS
|
K5: HEXP
|
|
Включение / выключение
каналов |
Инвертирование
логических уровней |
Обозначение низкого логического
уровня тонкой или толстой линией |
Последовательное
декодирование (8 бит) |
Параллельное
декодирование (4 бита) |
Меню анализатора спектра
- K1: Apply Logarithm – применение функции логарифма к FFT;
- K2: Hamming Window – включение оконной функции Hamming;
- K3: Hann Window – включение оконной функции Hann;
- K4: Cosine Window – включение оконной функции косинуса;
- K5: Triangle Window – включение оконной функции треугольника.
Меню управления генератором сигналов произвольной формы (AWG)
- K1: Sine – выбор синусоидальной формы сигнала генератора;
- K2: Square – выбор прямоугольной формы сигнала генератора;
- K3: Triangle – выбор треугольной формы сигналов генератора;
- K4: Exponential – выбор экспоненциальной формы сигнала;
- K5: Change Encoders: переключение режимов двух энкодеров: (Частота / амплитуда) или (смещение / скважность).
Для выхода из меню управления генератором необходимо нажать кнопку K6, однако генератор продолжит работать с заданными параметрами.
Предопределенные формы сигналов генератора
 |
 |
 |
 |
 |
|
Синусоида
|
Прямоугольные
импульсы |
Треугольные
импульсы |
Экспонента
|
Случайные
выборки значений (шум) |
Данные о форме сигналов содержаться в 256-байтном буфере и передаются в ЦАП микроконтроллера посредством DMA (прямой доступ к памяти), что позволяет генерировать сигнал с заданными параметрами без участия ЦПУ, и, соответственно, появляется возможность одновременной работы осциллографа и генератора. Максимальная скорость преобразования ЦАП – 1 MSPS, что накладывает ограничения на выходную частоту генератора. Например, если генерируется синусоида с использованием 256 точек, то максимальная выходная частота равна 3906.25 кГц. Если генерируется синусоида с использованием всего лишь 32 точек, то максимальная частота – 31.25 кГц. Выходной усилитель генератора (AD8039) имеет частоту среза 66 кГц.
Передача изображений осциллограмм на персональный компьютер
Пользователь имеет возможность передать осциллограммы в формате BMP на персональный компьютер с помощью программы Hyper Terminal. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
- открыть программу Hyper Terminal и создать новое подключение;
- выбрать COM-порт к которому подключен осциллограф;
- установить параметры порта: скорость 115200 бит/с, 8 бит данных, без проверки четности, 1 стоп-бит, управление потоком отключено;
- в меню «Передача» пункт «Принять файл»;
- выбрать папку для сохранения файла и протокол XMODEM, затем нажать ОК;
- в появившемся окне с предупреждением указать имя файла с расширением BMP и нажать ОК.
Загрузки
Исходный код (демо-версия, без программной части осциллографа) – скачать
HEX-файл для прошивки (полная версия) – скачать
Список использованных электронных компонентов – скачать
