基于PIC單片機的簡易數字示波器設計

2．2 采樣電路設計
AD轉換電路將被測信號采樣并轉換成數字信號存入存儲器，它直接決定著數字示波器所能測量的最高頻率，在本電路中選用的8位高速AD轉換器ADS830E，采樣頻率為10kSa／s～60MSa／s。
ADS830E的每個時鐘周期進行一次DA轉換，采樣率就是時鐘頻率，可以方便地通過控制采樣時鐘來控制采樣率，而且ADS830E的輸入電壓幅度是可以編程控制的，RSEL引腳為控制引腳，當置高電平時，ADS830E的輸入電壓范圍是1．5～3．5V，即2Vpp；當置低電平時，輸入電壓范圍是2～3V，即1Vpp。
由程控放大電路調整后的信號分成兩路，一路進入AD轉換電路進行采樣，采樣所得的數據由74LVC574鎖存緩沖后送入FIFO存儲器。在AD轉換器與PIC單片機之間加入FIFO的作用是起到高速數據緩沖的作用，因為AD轉換器的最高工作頻率為60MHz，遠高于單片機的工作頻率，所以讓FIFO與AD轉換器同步工作存儲AD轉換器的轉換輸出數據，當FIFO存儲器存滿后引腳被拉高，通知單片機進行數據讀取，這時單片機禁止AD轉換器與FIFO存儲器的時鐘使能信號，FIFO的控制權交給單片機。
2．3 顯示控制電路設計
顯示的核心是LCD在不同的坐標位置上打點，眾多的點聯系在一起就成了圖形。前面敘述了由于PIC單片機讀取數據的速度跟不上高速的采樣速率造成了在接收中要有個緩存的部分，此處采用了FIFO存儲器。FIFO的特點是速度快、雙端口、輸入和輸出分開，而且擁有空滿標志。它可以從一端讀入數據，不會使得AD轉換器和PIC共用一個I／O口，在處理數據上很方便。
PIC單片機對采集到的數據顯示的過程是先對FIFO做是否滿判斷，確認采集到足夠的數據來顯示，然后清除屏幕上已有的圖像，之后判斷數據是否在屏幕顯示的范圍內，若超出范圍，將兩組數據合理組合得到在屏幕上顯示的數據，通過調用顯示函數顯示出來。后面的數據只需讀出一組，通過和之前的數據運算和處理顯示出來，這樣就可繪制出連續的波形了。
對顯示的控制采用鍵盤按鍵，鍵盤電路采用6個信號接口控制24個鍵，大大節省了單片機控制所使用的I／O口。鍵盤的24個鍵被分為3組，每一組對應于一個741s148，它是一個3／8譯碼器，當有一個鍵被按下，則其中一個被置低電平，741s148有三個口D0、D1、D2，這三個口可指出其中哪個鍵被按下，如Y1檢測電平拉低，則D0、D1、D2對應是101。圖3是鍵盤控制電路圖。