0 引言
在电气检修工作中,有时要用到示波器查看各种电压波形,普通的示波器体积大、笨重,最重要的是没
有电气隔离,操作时要注意不能触电。随着单片机等电子技术的发展,以及智能手机的普及,设计一个
能和手机配套使用的虚拟示波器,成本低,携带使用都方便。
1 硬件设计电路包括信号预处理、单片机、蓝牙串口模块和电源 4 部分,电路原理图见图 1。
图 1:蓝牙虚拟示波器电路原理图
1.1 信号预处理
单片机 AD 转换电压范围是 0〜3.3V,为了能测量交流信号,把输入信号地端接 RP3 调节出
的 1.65V,这样就能测到-1.65〜+1.65V 的电压。实际工作中电工测量电压范围从几伏到几
百伏,为此加入了电阻降压网络 R1、R2、R4、R5、RP1 和 RP2,这样就能测到 60V 的电
压,再加上个有 x10 挡(放大 10 倍)的示波器探头,最大可测到 600V 电压。LM358 是双
运放,接成电压跟随器方式,主要作用是提高输入阻抗,使示波器标入阻抗是 1MQ,否则
示波器探头放到 x10 挡时,测量数值会有偏差。运放还能起到当输入信号过大时,限制输
入到单片机的信号幅度,保护单片机的作用。共有 2 个信号输入端,组成双踪示波器,可
以比较 2 路信号的相位关系。
1.2 单片机
选用了飞利浦的单片机 P89LPC938,是基于 80C51 内核的低功耗 FLASH 单片机,其内部
有 7.373MHz 振荡器、复位电路、8 通道 10 位 AD 转换器,8K 字节 Flash 程序存储器、7
68 字节 RAM 数据存储器,这使得外围电路很简洁。为了提高 AD 转换速度和提高通信波特
率的准确程度,使用了外部 12MHz 晶振。单片机的 P2.0(AD07)、P2.1(AD06)接双运放 L
M358 的电压输出,单片机的 P1.0(TXD)、P1.1(RXD)接蓝牙模块的串口。
1.3 蓝牙串口模块