一、項目概述

1.1 引言

示波器自1933年誕生至今已經(jīng)有70多年的歷史。它是電子電路設(shè)計人員用來觀察波形的主要工具，它可以讓設(shè)計人員直觀的看到所要觀測到的波形。因此，示波器在信號觀測領(lǐng)域一直都扮演著非常重要的角色。傳統(tǒng)的模擬示波器信號帶寬頻率受到陰極射線管的限制而不可能太高，難以測量慢速信號或單次瞬變信號，預(yù)觸發(fā)功能難以實現(xiàn)和不便對波形數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字處理分析等等，因而在許多應(yīng)用領(lǐng)域中存在著局限性。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，單次信號的捕捉，測量和研究越來越受到人們的關(guān)注和重視，在信息領(lǐng)域、高速計算機(jī)、高速數(shù)據(jù)通信和高速數(shù)字集成電路及其系統(tǒng)內(nèi)，面臨著硬件、軟件、以及由軟硬件共同作用而產(chǎn)生的偶發(fā)性故障，迫切需要更高速的示波器才能得心應(yīng)手的解決這些難題。隨著數(shù)字集成電路和高性能微處理器技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字存儲示波器（DSO）出現(xiàn)了。數(shù)字存儲示波器整個系統(tǒng)的調(diào)節(jié)全部由微處理器在相應(yīng)的軟件支持下自動進(jìn)行，包括自動設(shè)置、自動測量、自動校正、波形存儲、計算機(jī)I/O和打印輸出等一系列優(yōu)點。數(shù)字存儲示波器的出現(xiàn)開創(chuàng)了示波器的新紀(jì)元，它為示波器的智能化打下了堅實的基礎(chǔ)，同時它還標(biāo)志著示波器的發(fā)展進(jìn)入了一個新的時代。

與此同時，波形發(fā)生器也是電子工程人員不可或缺的一種工具，常被稱作信號發(fā)生器，在教學(xué)實驗或?qū)嶋H工作中作為信號源為電路提供所需的激勵信號，因而是一種必不可少的工具。現(xiàn)代新型信號發(fā)生器的研制都采用直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)進(jìn)行，這種技術(shù)是第三代頻率合成技術(shù)的標(biāo)志，主要特點是計算機(jī)參與頻率合成，既可以用軟件來實現(xiàn)，也可以用硬件來實現(xiàn)，或者二者結(jié)合。

本設(shè)計研制的多用手持示波表基于美國賽普拉斯公司生產(chǎn)的混合信號可編程芯片PSoC平臺。該芯片內(nèi)不僅集成了51微控制器，還集成了各種數(shù)字模塊和模擬模塊，各個模塊可以通過系統(tǒng)內(nèi)部總線相互通信，所以只用一顆芯片和少許的外圍電路就能夠完成整個系統(tǒng)的研制。

1.2 項目背景/選題動機(jī)

現(xiàn)在市面上的大多數(shù)示波器都是臺式的，體形過于龐大和笨重，難以攜帶，對于狹小的場合應(yīng)用很不方便，在高空作業(yè)和其他特殊場合的應(yīng)用受到很大的限制，加上價格昂貴，動輒幾千上萬甚至數(shù)萬元的價格不是每個人都能接受的，另外市面上手持示波表較少，并且功能單一，價格高昂，大部分采樣率等較低，實際應(yīng)用價值不大。

本項目就是基于這種背景下開展的，采用美國賽普拉斯公司生產(chǎn)的混合信號可編程芯片PSoC平臺來進(jìn)行開發(fā)，可以有效的減少外圍電路，使得示波器可以輕巧玲瓏，另外增加了低頻率的信號發(fā)生器功能，使得該示波器不僅具有示波器功能，還集成了信號發(fā)生器的功能。