西工大电子技术课程设计-数字示波器显示字符.docVIP

西北工业大学

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课程设计报告

题目:通用示波器显示字符

学院:自动化学院

班级:********班

学生〔学号〕:*************

学生〔学号〕:*************

日期:2014年1月

摘要

本次课程设计的目的是在通用示波器上显示数字、字母和汉字，整个电路主要由计数器模块、EPROM存储模块、DAC转换模块以及运算放大电路和示波器等组成。

考虑到数字示波器的工作原理，我们采用了在X-Y工作模式下通过CH1、CH2分别输入X、Y两个电压信号的方式，在示波器上显示了出一系列位置与X、Y电压值大小有关的点。通过设置这些点的位置和排列方式，可以在示波器上显示数字、字母和汉字等字符。为此，我们先将要显示的字符进行点阵化处理，即用一个大小的点阵作为背景，用其中的点来构成字符，并将这些点的X、Y坐标记录下来。显然，每个字符都可以用一系列的点的X、Y坐标来表示，也即将字符编码为这些坐标数据。

为了简化电路结构，我们将字符编码后的X、Y坐标数据分别保存在两片EPROM中。然后将74LS161接成十六进制计数器，并将其输出端与EPROM的地址端相连。当74LS161接入CP信号开始计数后，输入EPROM的地址码便不断增加，存储在EPROM中的数据便依次被读取出来。

最后，从EPROM中读出的数据还需经DAC转化，再经过LM324放大电路输出到示波器，在其上显示出一个个点。当CP信号的频率适宜时，示波器上便形成了肉眼不易分辨出闪烁的字符。

由于函数发生器的频率与示波器的采样频率无法做到根本同步，通过EPROM存储字符并显示的效果并不理想。我们对电路进行了改良，采用单片机来存储字符并显示，并获得了较好的效果。

通过以上方法，我们最终在示波器上显示了0—9Hz和四个汉字。

关键词：DAC转化、EPROM编码、示波器显示、字符显示技术、89C51单片机嵌入式系统

目录

TOC\o1-3\h\z\u

一、课程设计目的 3

二、设计任务与要求 3

三、方案设计与论证 3

四、单元电路设计与参数计算 6

五、电路的安装与调试 7

六、遇到问题的解决方法 8

七、实验成果 9

八、结论与心得 10

九、参考文献 11

通用示波器显示字符

课程设计目的

1．稳固和加深对电子技术课程根本知识的理解，提高综合运用所学知识的能力。

2．提高独立解决工程实际问题的能力。培养根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力。

3．通过设计方案的分析比拟、设计计算、元件选择及电路安装调试等环节．初步掌握简单实用电路的工程设计方法。

4．提高动手能力。掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法。

5．能按课程设计任务书的要求编写设计说明书。了解与课题有关的电路以及元器件的工程技术标准，能正确反映设计和实验成果。

二、设计任务与要求

1．使用示波器的X-Y方式显示汉字字符；

2．两个内容：0-9Hz数字字母和一句唐诗〔内容自选〕；

3．人眼不易发觉闪烁；

4.分为两行显示方式用按键选择。

三、方案设计与论证

1、汉字显示原理，汉字显示共分为两种方法如下介绍：

〔1〕阶梯循环法〔也称点阵法〕

示波器上的显示字符是用点阵来实现的，点阵中点数的选择应根据示波管本身的亮度、聚焦和尽可能逼真、不产生闪烁感、不占用过多的时间为依据而综合考虑的。由于此方法对于点阵中的每一个点都要进行以为、比拟、判断、技术，占用的时间很长，给设计带来一定的困难。阶梯循环法程序设计复杂，字符占用时间长，速度慢，但字符库规那么，占用的内存少。

〔2〕坐标法

坐标法主要考虑点阵中有效的点，即只储存需要点亮的点。其优点为程序简单，占用时间短，速度快。缺点是字符库不规那么，真用内存略多一点。

综合考虑后，我们决定采用坐标法来实现本次设计。

2、示波器的显示原理。

〔1〕示波器的显示原理是用数字的方法产生锯齿波。

〔2〕采用8位精度，相当于把示波器划分为256×256小格。

〔3〕对应Y扫描的1个周期，X有256个扫描周期，示意如下：

采用8位精度，相当于把示波器划分为256×256小格

对应Y扫描的1个周期，X有256个扫描周期，示意如下：

3、根据示波器的显示原理可以设计出三种方案：

方案一：根据示波器的显示原理编出要显示的字的代码，利用数据选择器及相关组合电路实现利用计数器控制输出X,Y坐标的电评以到达控制示波器在预定位置打点的效果。该方案需要用到555定时器，计数器，D/A转换