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摘 要

本设计为基于ARM Cortex-M3 的数字示波器。该设计采用了STM32F103ZET6微控制器作为核心控制元件，与按键模块，TFT液晶显示模块和电源模块配合组成主要电路。通过设计的硬件电路并匹配软件算法程序来实现正弦波,方波和三角波的波形显示，以及峰值的实时测量显示，并同时实现对所测波形进行开始测量，暂停测量，拉伸，压缩和复位清零等操作。软件设计包括A/D采样部分，TFT显示部分，按键处理部分以及文字显示部分。软件部分，我通过使用C语言来编程，并使用keil软件来进行调试。

该设计实现了电压信号的显示，包括周期信号和非周期信号波形。显示设备是彩色动态显示器。此外，调节模拟信号使其电压可以满足AD的采样范围。波形可以通过数值处理计算显示在TFT显示屏上。本人设计的简易示波器结构简单，轻巧方便，成本低，有一定的实用性。

关键词： STM32F103ZET6微控制器；数字示波器；模拟信号；TFT液晶屏

Abstract

This design is based on ARM Cortex-M3 digital oscilloscope. The design uses STM32F103ZET6 micro controller as the core control element, and cooperates with key module, TFT LCD module and power module to form the main circuit..The sine wave, square wave and triangle wave waveform display and peak value real-time measurement display are realized by the designed hardware circuit and matching software arithmetic program. At the same time, the operation of starting measurement,stretching,compressing and resetting clearing of the measured waveform is realized. Software design includes A/D sampling part, TFT display part, key processing part and text display part. In the software part, I use C language to program and keil software to debug.

The design realizes the display of voltage signals, including periodic and aperiodic waveforms. The display device is a color dynamic display. In addition, the voltage of the analog signal can be adjusted to meet the sampling range of AD. The waveform can be displayed on the TFT display screen by numerical processing. The simple oscilloscope designed by me is simple in structure, light and convenient, low in cost, and has certain practicability.

Key words: STM32F103ZET6 micro controller，Digital Oscilloscope，Analog signal，TFT screen

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1选题背景 1

1.2选题研究的原因和意义 1

1.3选题的主要研究内容 1

第二章 数字示波器系统总体设计 3

2.1系统总体设计框图 3

2.2硬件系统设计方案 3

2.2.1主控芯片 3

2.2.2按键模块 4

2.2.3显示屏模块 4

2.2.4下载口模块 4

2.3软件系统设计方案 5

第三章 数字示波器硬件电路设计 6

3.1主控模块 6

3.1.1 STM32F103ZET6简介 6

3.1.2 STM32F103ZET6芯片引脚说明 7

3.1.3 主控模块设计部分 8

3.2 电源模块设计部分 9

3.3 按键模块设计部分 10

3.4 TFT液晶屏模块设计部分 11

3.4.1 TFT液晶屏介绍和特点 11

3.4.2 TFT2.8寸液晶屏各项参数 11

3.4.3 TFT2.8寸液晶屏模块电路图 12

第四章 数字示波器系统软件设计 13

4.1数字示波器程序设计流程图 13

4.2软件设计内容 14

4.2.1初始化和开机界面的程序设计 14

4.2.2波形显示的程序设计 15

4.2.3按键模块的程序设计 16

4.2.4 A/D采样的程序设计 18

4.3电压值的计算 19

第五章 实物及测试结果 20

5.1实物图 20

5.2实物测试 20

5.2.1测试仪器和工具 20

5.2.2实物调试过程 21

5.2.3测试数据 21

5.3实物测试图 21

5.4实物测试结果 23

第六章 结束语 24

致 谢 25

参考文献（References） 26

附 录 27

第一章 引 言

1.1选题背景

伴随着电力电子技术的飞速发展，示波器的诞生给测量人员带来了巨大的便捷，自从第一台示波器被布劳恩发明出来到如今示波器的功能越来越丰富，性能也逐渐增强。70年代人们便将目光转向到了自动化，便捷化和准确度上。同时，微型计算机与设备接口的到来，给示波器的自动化进程提升到新的高度。微型计算机的引入让示波器不管是在性能方面还是功能方面，以及实用性上都产生了翻天覆地的变化，随着工业的迅猛发展，示波器的功能已从时域分析扩展到数据域分析。而现如今，功能多样化，便携灵活，性能强大以及高精准度，已成为了所有示波器生产厂家所期盼实现的主要目标。

1.2选题研究的原因和意义

21世纪这是一个科学和技术都在快速发展的时代，在电子技术，自动化技术以及计算机技术都日渐成熟的时代中，电子测量技术当然需要紧紧跟上这个时代的步伐。数字示波器凭借其可以存储波形及对都种信号进行分析，转化和处理的特点从而代替了模拟示波器。因此，数字示波器在电子测量仪器中所占的地位也越来越重要，已经被广泛应用于医学，科研，教学等多种领域中去。

数字示波器已成为工程师日常使用的一种仪器,它在工程开发和测试领域有着极为重要的作用。示波器主要是对信号的时域测量,其本质是将采样的模拟信号数字化,然后再对数字化的信号进行分析、处理和显示^【1】。如今越来越多的测量工程师选择数字示波器作为他们的测量工具，主要是看中其六大优点：（1）小巧轻便，可以随身携带（2）可实现波形的存储，还可对波形进行拉伸压缩等操作（3）运用转换电路，可实现很高的带宽测量（4）数字示波器可以通过按键对其功能进行不同的切换（5）可以实现波形、频率、幅值、占空比等参数的显示（6）可以通过USB接口与电脑相连，实现对波形的打印和分析。

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