基于TM4C123G的简易数字示波器设计+电路图+程序代码(2)

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3.5 按键及LED模块 24

3.6 定时器 25

第4章软件设计 27

4.1 开发工具KeiluVision5介绍 27

4.2 主程序流程图 27

4.3 初始化外设部分 28

4.3.1ADC初始化 28

4.3.2定时器中断入口函数及数据处理 29

4.4 主函数 31

第5章实验调试 36

总结 44

致谢 45

参考文献 46

附录 47

第1章绪论

1.1课题研究的背景

1.1.1数字示波器的介绍

对于广大学生群体和科研工作者来说，示波器毫无疑问是使用最为广泛、常见的测试测量仪器。它将人们无法直接看到的电信号转变为直观的波形图像。在整个测量发展史中，示波器扮演着其中影响力最大的角色之一。在今天，它随处可见，在科学研究、军事领域、工业生产等各个领域都可以看示波器的活跃身影。

从1897年第一台示波器问世以来，示波器经过历代发展完善，如今其相关技术达到了相当高的水准，人们对其功能的需求更高、更多、更注重某一方面的。早期的示波器是模拟示波器，存在的缺陷主要有以下四点：一、不能存储信号和波形，无法使其留在屏幕上进行阶段性的研究。二、功能简单，不能和PC相连，无法进行数据处理。三无严格的时序关系，对多个信号测量时不能进行相位比较。四体型笨重，价格昂贵，高功耗，无法轻易携带、随处使用。

典型数字示波器结构框图

图1.1典型数字示波器结构框图

随着数字技术突飞猛进，1972年，世界上第一台数字示波器诞生于英国Nicolet公司[1]。相比于模拟示波器，数字示波器性能更加优越而且简单易用经济实惠，因此数字示波器有着逐渐取代模拟示波器的趋势。数字示波器它将抽象的电信号通过ADC转换为数字信号存储下来，然后利用各种微处理器跟据不同需求对存储的数字信号进行多样化的数据处理，从而得到模拟信号中人们需求的各项参数，然后根据参数对波形进行重绘，并且可以对被测模拟信号进行实时、瞬时测量与分析。随着集成电路的发展和数字信号处理技术的采用[2] ，数字存储示波器已成为集测量、运算、显示、记录、分析等各种功能于一体的智能化测量仪器。

相比于传统模拟示波器。从带宽上来说，数字示波器已经远超模拟示波器。模拟示波器由于本身限制的局限性，想要提高一个模拟示波器的带宽时，不仅需要提高示波管性能还要全面提高它的水平扫描、垂直放大等各方面，而数字存储示波器想要提高带宽只需要提升前端ADC的性能即可，无关示波管和扫描电路。从触发方式来说，模拟示波器的触发基本上只有边沿触发，而数字存储示波器具备模拟示波器不具备的预触发和逻辑触发、脉冲触发等等。对于模拟示波器无能为力的重复单次信号和持续非周期的测量，数字示波器便可以轻松胜任。数据存储和分析就更不用说了。当然两者各有利弊，不可否认的是模拟示波器在波形的真实性和实时性上更好。数字示波器在性能上也逐渐超越模拟示波器,并有取而代之的趋势。相比于模拟示波器，数字示波器具有很多传统示波器无法提供的功能，如：多通道显示及时域对比、高精度测试、多种信号触发模式可选等，因此，数字示波器被广泛的应用于对精度要求非常高的科研、过程技术等领域[3]。此外，数字示波器除基本的数据显示外，还能够高速的处理数据，因此在科研和过程技术等领域越来越被重视，逐步的取代了模拟示波器。