基于单片机和MATLAB混合编程技术的简易示波器设计与实现的知识点如下：
一、示波器的基本概念
示波器是一种广泛应用于电子测量的仪器，它能够将肉眼看不见的电信号转变为看得见的图像，帮助人们分析各种电现象的变化过程。传统的示波器通过高速电子束在荧光屏上的移动来描绘信号的瞬时值变化曲线。然而，传统示波器往往不能实时处理采集到的信号数据，并且在测量某些物理量时需要特定技巧，使用起来难度较大。
二、传统示波器的局限性
传统示波器虽然能够观察不同信号随时间变化的波形，测量电压、电流、频率、相位差等参数，但其不支持实时处理信号数据，这限制了其在需要实时分析的应用场合的使用。例如，在需要对信号进行实时分析、处理波形特征值的情况下，传统示波器显得无能为力。
三、单片机与MATLAB混合编程的优势
针对传统示波器的这些局限，通过将单片机与MATLAB的混合编程应用于示波器的设计中，可以实时采集信号数据并进行分析显示。单片机负责采集外部模拟信号并将其转换为数字量，再通过串口发送给计算机上的MATLAB。MATLAB利用其强大的数据处理功能，能够迅速处理采集到的波形数据，并实时显示结果。
四、简易示波器的工作原理
简易示波器的工作原理包括以下几个模块：
1. 分压及阻抗变换模块：将输入信号进行分压处理，并通过滤波抑制高频噪声，随后通过电压跟随器进行阻抗变换，以确保输出电阻的大小符合单片机的AD输入要求。
2. 单片机采集模块：采用集成了ADC（模数转换器）的单片机，如C8051f020，来完成模拟信号的采集任务。单片机将采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过串口发送给计算机。
3. MATLAB处理模块：接收单片机发送的数字信号数据，运用MATLAB的数据处理和图形显示功能，对信号进行分析，并实时显示波形数据。
五、系统的具体实现
系统设计具体实现包括分压及阻抗变换模块的设计、单片机采集模块的构建，以及MATLAB对信号的处理。分压模块能够将未知峰峰值的输入信号调整至合适的范围内，而阻抗变换模块则负责匹配单片机的输入阻抗。单片机采集模块通过软件设计实现灵活的数据采集，而MATLAB通过图形显示函数实时显示处理后的结果。
六、简易示波器的特点和优势
本文介绍的简易示波器相较于传统示波器具有明显优点，包括简化操作的易用性、能够根据需要灵活处理波形、实时显示结果，以及可以对参数进行编程修改以优化性能和精度。这些特点使得简易示波器在工程实践方面具有很大的实用价值。
七、MATLAB在数据处理中的作用
MATLAB作为数学计算和数据分析的强大软件，在本设计中承担了信号处理和波形显示的重任。MATLAB的串口通信能力使其可以接收单片机发送的信号数据，而其内置的丰富函数库使得对信号进行快速处理和图形化展示变得可能。
八、论文的理论和实验验证
论文还通过实验验证了简易示波器的实用性，实验结果表明该设计能够有效实时地处理和显示电信号的特征值，且操作简便，具有高度的灵活性和实用价值。这也证明了单片机与MATLAB混合编程在示波器设计中的可行性。
总结而言，这篇论文详细阐述了利用单片机和MATLAB混合编程设计简易示波器的方法与实现，为电子测试技术领域提供了新的研究思路和技术参考。
