基于msp430的数字示波器的设计(附件)【字数：9076】
摘 要随着时代的发展和科学技术的进步，数字示波器成为了用途十分广泛的电子测量仪器，它是观察和测量电子波形不可缺少的工具，随着时代的发展，对示波器的便携性、数字化、直观性、低功耗也有了更高的要求。通过查阅相关资料发现MSP430单片机在性能与运算速度方面都满足设计要求，同时具备了超低功耗的特点，所以本作品是以MSP430F149芯片为主控制器，以LCD12864液晶屏作为显示模块制作的简易数字存储示波器，本设计硬件部分主要由MSP430f149单片机、电源电路、LCD12864显示模块、按键等组成。软件部分主要由主程序，显示子程序等部分构成。采用MSP430作为系统控制部分核心，实现了对输入信号的采样、显示及通过按键对波形显示进行调整。实验结果显示能够实现正弦波、方波和三角波波形以及常见波形的正常显示，同时可以显示被测波形的峰峰值，有效值和频率等相关特性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的提出 1
1.2课题研究的现状和历史发展意义 1
1.3设计思路和方法 1
1.4论文的构成和研究内容 2
第二章 数字示波器介绍与系统设计方案 2
2.1数字示波器的工作原理与特点 3
2.2设计的要求 3
2.3系统总体设计流程 4
2.4方案比较 5
2.5方案选择 5
2.6总体方案设计参数计算 5
第三章 硬件系统设计 6
3.1 MSP430的介绍 6
3.1.1 MSP430_A/D转换部分和内部资源结 6
3.1.2 MSP430f149特点 7
3.1.3 MSP430单片机 7
3.2液晶显示器电路模块 9
3.2.1 LCD12864液晶模块的特点 9
3.2.2 12864液晶屏芯片管脚与功能 9
3.3电源系统设计 10
3.4硬件电路设计 11
3.4.1阻抗变换电路 11
3.4.2程控放大电路 12
3.4.3 A/D模块设计 12
3.4.4按键系统 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
第四章 软件设计 15
4.1软件流程图 15
4.2液晶模块读写时序 19
第五章 硬件和软件的调试 21
5.1作品的设计与调试 21
5.2测试结果总结 23
第六章 总结 24
6.1全文总结 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 27
第一章 绪论
1.1课题提出
在当今大规模集成电路和高端数字信号处理技术的结合越来越紧密的时代，数字示波器在工程测量中越来越重要。实际上示波器除了显示波形外还具有运算、频谱分析等一体的智能化、多运用的测量功能。数字示波器在波形存储、精准测量、低功耗等方面都要远远超过模拟示波器，因此，数字示波器的使用越来越广泛。为了响应电子时代的号召，作为一名电子与计算机工程学院的学生，本次特意选择设计一个以MSP430 为控制核心的示波器，主要完成是对外界信号的检测处理及显示存储。
1.2课题研究的现状和历史发展意义
20 世纪40 年代是电子示波器飞速发展的时代，由于雷达和电视等显示设备的开发离不开性能良好的波形观测工具。在卡尔费迪南德布劳恩的不断努力下，终于在1897 年制作了世界上第一个阴极射线管。]自此，示波器不断改良，在20 世纪50 年代由于半导体和电子计算机的横空出世，使得电子示波器得到了进一步的发展，最终带宽达到了100MHZ。
近几年，国家主席习主席“一带一路”的政策推出，国内各大信息化厂商在数字示波器领域不断创新，发展具有中国特色的技术。但与国外知名公司相比，国内企业仍然有很大的突破空间。目前国内的产品主要针对中、低端市场，技术含量不高，人才缺乏，核心技术未掌握。普源精电（RIGOL）是我国为数不多的从事测量仪器从研发到生产到销售再到服务的一体化企业。而目前RIGOL 的目标正是面向国内的测量市场，在国内中、低端市场前景十分广阔，技术应用多，对示波器的通用能力、适应能力、准确性等都提出了严峻挑战。作为国内的测量行业代表如果能在这样市场经受住考验，并能不断突破自我，制定人才培养计划，使技术沉淀的更成熟更稳定更具有活力，并能在此基础上，不骄傲、不放弃、勇于挑战自我。通过自身的努力、埋头苦干、一心发展属于自己的“中国芯”，做到别人能做出的芯片我们也能做出来、甚至做得更好，在这种氛围下才能让
企业走的更远。中国示波器的制造商还应该进一步提高生产工艺、精益求精，通过与一些国外大公司的合作交流，并通过自身的不断总结提升自己的水平。最近由于美国对中国通信领域和高新技术领域的不平等政策的实施，使“中国芯”的问题越发的凸显出来。正所谓是“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。”中国示波器产业要在国际市场经济分得一杯羹，还有很长的一段路，首先就要明确掌握同类企业主要是国外公司的产品研究现状和不断更新的发展状况，其次也要定期研究国内市场及需求情况。相信在不久的将来，中国的示波器制造业一定
能研发出符合中国市场特色、满足中国需求的示波器产品。
1.3设计思路和方法
根据作品设计的要求，展开设计工作，首先是设计方案的选择，然后是数字存储示波器的总体方案设计参数计算，然后展开设计工作，第一是单片机主控芯片电路模块的选择，包括了LCD12864液晶模块的特点，12864液晶屏芯片管脚与功能，液晶模块的读写时序，随后是硬件电路的设计，再进行了程序的设计，包括了软件的流程图和部分程序代码，之后进行数字存储示波器的调试工作，为了保证数字存储示波器平稳的运行，进行了测试数据统计与分析，进行了数字存储示波器的PCB制作，最后进行了全文的总结与研究展望。
1.4论文的构成和研究内容
本次论文以基于MSP430的数字示波器的设计为研究课题，实现信号的实时采样、数据处理、存储并在液晶上显示，用键盘对示波器的参数进行设置。由此来介绍示波器的现实意义。现将本论文的主要内容和章节安排做简单介绍：
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的提出 1
1.2课题研究的现状和历史发展意义 1
1.3设计思路和方法 1
1.4论文的构成和研究内容 2
第二章 数字示波器介绍与系统设计方案 2
2.1数字示波器的工作原理与特点 3
2.2设计的要求 3
2.3系统总体设计流程 4
2.4方案比较 5
2.5方案选择 5
2.6总体方案设计参数计算 5
第三章 硬件系统设计 6
3.1 MSP430的介绍 6
3.1.1 MSP430_A/D转换部分和内部资源结 6
3.1.2 MSP430f149特点 7
3.1.3 MSP430单片机 7
3.2液晶显示器电路模块 9
3.2.1 LCD12864液晶模块的特点 9
3.2.2 12864液晶屏芯片管脚与功能 9
3.3电源系统设计 10
3.4硬件电路设计 11
3.4.1阻抗变换电路 11
3.4.2程控放大电路 12
3.4.3 A/D模块设计 12
3.4.4按键系统 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
第四章 软件设计 15
4.1软件流程图 15
4.2液晶模块读写时序 19
第五章 硬件和软件的调试 21
5.1作品的设计与调试 21
5.2测试结果总结 23
第六章 总结 24
6.1全文总结 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 27
第一章 绪论
1.1课题提出
在当今大规模集成电路和高端数字信号处理技术的结合越来越紧密的时代，数字示波器在工程测量中越来越重要。实际上示波器除了显示波形外还具有运算、频谱分析等一体的智能化、多运用的测量功能。数字示波器在波形存储、精准测量、低功耗等方面都要远远超过模拟示波器，因此，数字示波器的使用越来越广泛。为了响应电子时代的号召，作为一名电子与计算机工程学院的学生，本次特意选择设计一个以MSP430 为控制核心的示波器，主要完成是对外界信号的检测处理及显示存储。
1.2课题研究的现状和历史发展意义
20 世纪40 年代是电子示波器飞速发展的时代，由于雷达和电视等显示设备的开发离不开性能良好的波形观测工具。在卡尔费迪南德布劳恩的不断努力下，终于在1897 年制作了世界上第一个阴极射线管。]自此，示波器不断改良，在20 世纪50 年代由于半导体和电子计算机的横空出世，使得电子示波器得到了进一步的发展，最终带宽达到了100MHZ。
近几年，国家主席习主席“一带一路”的政策推出，国内各大信息化厂商在数字示波器领域不断创新，发展具有中国特色的技术。但与国外知名公司相比，国内企业仍然有很大的突破空间。目前国内的产品主要针对中、低端市场，技术含量不高，人才缺乏，核心技术未掌握。普源精电（RIGOL）是我国为数不多的从事测量仪器从研发到生产到销售再到服务的一体化企业。而目前RIGOL 的目标正是面向国内的测量市场，在国内中、低端市场前景十分广阔，技术应用多，对示波器的通用能力、适应能力、准确性等都提出了严峻挑战。作为国内的测量行业代表如果能在这样市场经受住考验，并能不断突破自我，制定人才培养计划，使技术沉淀的更成熟更稳定更具有活力，并能在此基础上，不骄傲、不放弃、勇于挑战自我。通过自身的努力、埋头苦干、一心发展属于自己的“中国芯”，做到别人能做出的芯片我们也能做出来、甚至做得更好，在这种氛围下才能让
企业走的更远。中国示波器的制造商还应该进一步提高生产工艺、精益求精，通过与一些国外大公司的合作交流，并通过自身的不断总结提升自己的水平。最近由于美国对中国通信领域和高新技术领域的不平等政策的实施，使“中国芯”的问题越发的凸显出来。正所谓是“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。”中国示波器产业要在国际市场经济分得一杯羹，还有很长的一段路，首先就要明确掌握同类企业主要是国外公司的产品研究现状和不断更新的发展状况，其次也要定期研究国内市场及需求情况。相信在不久的将来，中国的示波器制造业一定
能研发出符合中国市场特色、满足中国需求的示波器产品。
1.3设计思路和方法
根据作品设计的要求，展开设计工作，首先是设计方案的选择，然后是数字存储示波器的总体方案设计参数计算，然后展开设计工作，第一是单片机主控芯片电路模块的选择，包括了LCD12864液晶模块的特点，12864液晶屏芯片管脚与功能，液晶模块的读写时序，随后是硬件电路的设计，再进行了程序的设计，包括了软件的流程图和部分程序代码，之后进行数字存储示波器的调试工作，为了保证数字存储示波器平稳的运行，进行了测试数据统计与分析，进行了数字存储示波器的PCB制作，最后进行了全文的总结与研究展望。
1.4论文的构成和研究内容
本次论文以基于MSP430的数字示波器的设计为研究课题，实现信号的实时采样、数据处理、存储并在液晶上显示，用键盘对示波器的参数进行设置。由此来介绍示波器的现实意义。现将本论文的主要内容和章节安排做简单介绍：
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