基于Mini51板的数字示波器设计

基于Mini51板硬件资源，构思数字示波器的方案已经思考很久了，总是没有集中的时间，一个稍微复杂的设计完成创作需要集中的时间才能完成，这次利用学期结束的一段集中时间，完成了基于LCD12864显示的数字示波器程序设计，现在将文档写出来供大家交流学习用。在此声明，这个教程是写给初学者看的，我会从简单到复杂一步一步详细介绍设计过程，甚至是调试的过程，还包括一些经验总结，特别是提供了完整的keil工程附件。希望读者立足示波器项目，学到更多关于软硬件开发的一些经验技巧。 【基于Mini51板的数字示波器设计】 数字示波器是一种电子测量仪器，用于显示电压信号随时间变化的图形，广泛应用于电子工程、科研和教育领域。本教程主要针对初学者，详细介绍了如何利用Mini51板设计一款简易数字示波器，通过LCD12864显示器呈现波形。 1. 数据采集： 数字示波器的核心是数据采集，这里采用Mini51板内置的ADC（模拟数字转换器）TLC1549进行。TLC1549是一个10位ADC，能够将模拟信号转换为数字信号。`read_adc()`函数负责与TLC1549交互，读取转换结果。在高速系统中，确保两次调用函数之间至少有21us的间隔以完成AD转换，避免数据丢失。 ```c unsigned int read_adc(void) { unsigned char i; unsigned int temp=0; ADC_CS = 0; // 开启控制电路 for(i=0;i<10;i++) { // 采集10次，得到10bit数据 ADC_CK = 0; temp <<= 1; if(ADC_DA) temp++; ADC_CK = 1; } ADC_CS = 1; return(temp); } ``` 2. 图形显示： 数据采集完成后，需要在LCD12864上显示。由于LCD显示较为复杂，初学者可以先使用串口和上位机工具软件进行调试。串口初始化函数`rs232_port_init()`设置串口工作在方式1，波特率为115200bps。`uart_put_uchar()`和`uart_get_uchar()`分别用于向串口发送和接收数据。 ```c void rs232_port_init(void) { SCON=0x50; // 串口工作在方式1 PCON=0x80; // 波特率翻倍 TMOD=0x20; // 定时器1工作在方式2 TH1=0xff; // 波特率设定 TL1=0xff; TR1 = 1; // 开启时钟 RI = 0; // 清空接受标志位 TI = 0; // 清空发送标志位 } void uart_put_uchar(unsigned char c) { SBUF = c; while(!TI); TI = 0; } unsigned char uart_get_uchar() { while(!RI); RI = 0; return SBUF; } ``` 3. 主程序实现： 在主函数`main()`中，首先初始化串口，然后持续读取ADC数据并通过串口发送给上位机，上位机软件则根据接收到的数据绘制波形。 ```c #include "mini51b.h" #include "uart.h" void main() { rs232_port_init(); read_adc(); // 首个ADC数据丢失 while(1) { if(uart_get_uchar()==0x55) uart_put_uchar(read_adc()/4); // 10bit转8bit } } ``` 这个设计教程不仅提供了数字示波器的实现，还强调了软硬件开发中的调试技巧和经验总结。通过学习此项目，读者可以深入了解ADC的工作原理、串口通信以及LCD显示的基础知识，对提升嵌入式系统开发能力大有裨益。同时，提供的完整keil工程附件为初学者提供了实践平台，便于动手操作和进一步学习。