基于S12的簡易數字示波器的設計方案

　　2.1.4 整形電路與單片機處理模塊

　　整形電路將經程控縮放后的信號通過運放LM6172構成的比較器變成方波信號，然后送入MCU的計數器以測得信號的頻率。

　　單片機選用飛思卡爾公司的MC9S12DG128B,具有16路AD轉換，是數字示波器的主控器件。

　　首先要通過按鍵控制程控放大衰減系數和確定AD轉換器的采樣頻率，然后用計數器模塊測量經整形信號的頻率，另一方面通過查看FIFO的標志位來禁止、讀取或等待數據，將數據進行處理后通過LCD（選用12864顯示屏）顯示，包括峰峰值和頻率。MCU與個模塊之間的控制聯系在圖1中已給出。

　　2.2 軟件設計

　　軟件設計采用飛思卡爾公司的S12系列單片機，并通過PLL將總線時鐘超頻在64M,能輕松完成信號的采集，處理和顯示等功能。

　　2.2.1 波形處理模塊

　　程序開始完成各模塊初始化后單片機首先讀取FIFO全滿信號，若判斷全滿信號為高電平則開始讀取數據，否則繼續檢測。讀取的數據通過處理，則送LCD顯示。由于LCD顯示命令耗時過長，于是在單片機內存中模擬了一塊顯示區域，當數據畫滿整個顯示內存，便將整個數據送液晶顯示，大大提高了顯示效率。

　　2.2.2 測頻模塊

　　測頻模塊我們使用了S12單片機自帶的PAI功能。當脈沖信號輸入到相應的引腳時，脈沖累加器每檢測到一個有效邊沿，則會使相應的脈沖累加計數寄存器PACNn加1.按照一定的時間間隔讀取PACNn的值就可以知道單位時間內的脈沖數，進而可以計算出脈沖的周期。

　　3.結語

　　本文所提出的基于S12的簡易便攜式數字示波器的設計方案，該方案中設計制作的數字示波器主要是克服了同類研究開發產品的制作和操作復雜，精確度不高的的不足。盡管如此，本設計本著簡易便攜的目的，旨在制作出簡便精確的數字示波器，盡量使用數字電路，集成度高，工作過程受環境影響小，測量數據可視化。

　　測試結果表明，在1MHz的測量范圍內系統測量頻率誤差小于0.1%,信號幅值測量誤差小于1%.系統精確度較高，能滿足一般的研究開發要求，并且能夠在LCD上很好的復現被測信號。可作為嵌入式設備，在工業自動化和科研開發測量領域中有著廣泛的應用前景