Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Осциллограф 7
Сравнение аналоговых и цифровых осциллографов 7
Анализ существующих систем 9
Согласование цифрового осциллографа-приставки с ПК 13
Выводы по разделу номер 1 14
2 Построение структуры и разработка устройства 15
Структурная схема микропроцессорного измерительного устройст- ва 15
Фильтр низких частот 16
Алгоритм работы устройства 17
Принципиальные схемы осциллографа 19
Разработка принципиальной схемы и печатной платы USB- осцилло- графа в программой среде EAGLE 19
Описание схемы USB- Осциллографа и используемых компонен- тов 20
Технические характеристики микроконтроллера PIC18F2550 и его программирование 23
Выводы по разделу номер 2 33
3 Разработка программного обеспечения USB-осциллографа в среде Borland
C++Builder 34
Основные преимущества Borland C++Builder 34
Разработка визуальной оболочки USB-осциллографа 36
Выводы по разделу номер 3 54
4 Работа с USB-осциллографом приставкой для персонального компьютера 55
Выводы по разделу номер 4 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
Приложение А Листинг исходного кода программы USB-Осциллографа
Актуальность исследования. Измерительные приборы всегда были и будут важным звеном в развитии технологии человечества. История измерительной техники насчитывает множество этапов - от простейшего электроскопа до современных цифровых осциллографов и генераторов, спектроанализаторов - мощнейших измерительных комплексов.
Сейчас измерительные приборы переходят на новый уровень развития, по существу этот уровень унифицирует любые виды измерений. Изготовители датчиков конструируют их, таким образом, чтоб любая измеряемая величина, напри - мер, температура, давление, на его выходе преобразовалось в электрический сиг - нал и в итоге любое измерение сводиться к измерению параметров этого электри - ческого сигнала. Измерение сводится к преобразованию электрического сигнала в цифровой, который можно хранить бесконечно долго, накапливать его, производить над ним цифровую обработку, анализировать, производить косвенные изме - рения и визуализировать.
Намечается тенденция к созданию комплексных измерительных приборов. Стремительное развитие микроэлектроники позволило создавать миниатюрные высоко интегрированные системы. Располагаясь на одной печатной плате, такая система может выполнять различные функции: от измерения до генерации тестового сигнала. Наиболее распространенным измерительным прибором такого типа является осциллограф. Такой осциллограф не только отображает исследуемый сигнал, но и способен производить его анализ, рассчитывать спектр, сохранять ре - зультат измерения в удобной для дальнейшей обработки форме.
Целью данного проекта является разработка цифрового USB-осциллографа- приставки для персонального компьютера. Который в свою очередь представляет собой микропроцессорную систему, способную взаимодействовать с персональным компьютером. Разрабатываемый осциллограф-приставка представляет собой законченный измерительный программно-аппаратный комплекс, предназначенный для измерения и визуализации электрического сигнала, а также расчета и отображения спектра, измеряемого сигнала. Для человека основным носителем информации является глаз. Он дает нам 80% информации об окружающем нас мире. Поэтому визуализация формы сигнала и наблюдения его изменения очень важно. Портативность, компактность и совместимость с любой операционной системой в ПК делает цифровой осциллограф-приставку мобильным измерительным многофункциональным прибором.
Задачи:
• анализ предметной области;
• построение алгоритмов работы устройства;
• программирование микроконтроллеров;
• проектирование интерфейса приложения;
• программирование основного функционала приложения;
• тестирование осциллографа и программного продукта.
Объект работы - этапы создания USB-осциллографа.
Результаты работы могут быть полезны при изучении структуры и принципов работы микропроцессорных устройств.
При написании научного проекта разработан цифровой осциллограф приставка на базе микроконтроллера PIC18F2550.
В процессе разработки исследованы принципы:
построения принципиальных схем и расчет элементов схем;
разработки аналогового фильтра;
разработки схемы и печатной платы устройства в специальной программе проектирования EAGLE;
программирование микроконтроллеров;
согласования устройства с ПК;
применения АЦП;
программирование в среде Borland C++Builder;
использования «виртуальных» приборов;
обмена данными с ПК.
Результаты, полученные в ходе работы, демонстрируют возможность применения микропроцессорных измерительных систем в измерительных приборах.
Универсальность использования АЦП унифицирует и делают вышесказанные
принципы общими для разработки различных измерительных устройств.
