1. 本选题研究的目的及意义
数字示波器作为一种重要的电子测量仪器,在科学研究、工业生产、电子设计等领域得到了广泛应用。
相较于传统的模拟示波器,数字示波器具备存储波形、测量精度高、分析功能丰富等优势,已成为电子工程师和科研人员必不可少的工具。
随着微电子技术的飞速发展,单片机凭借其体积小、功耗低、成本低廉、功能强大等优点,在嵌入式系统中得到越来越广泛的应用。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,数字示波器技术发展迅速,从最初的台式示波器发展到现在的便携式、手持式示波器,其性能和功能都在不断提升。
同时,随着集成电路技术的发展,数字示波器的成本也在不断下降,进一步推动了其普及应用。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本课题主要内容包括以下几个方面:
1.系统总体方案设计:确定数字示波器的整体架构,包括硬件平台选择、软件设计方案、各模块功能划分等。
2.信号采集电路设计:设计信号采集电路,包括模拟前端放大电路、衰减电路、耦合电路等,实现对被测信号的预处理,使其满足后续A/D转换的要求。
3.信号调理电路设计:设计信号调理电路,包括滤波电路、放大电路等,对采集到的信号进行进一步处理,提高信噪比,改善信号质量。
4. 研究的方法与步骤
本课题将采用理论研究和实验研究相结合的方法,按照以下步骤逐步开展:
1.需求分析与方案设计:首先进行系统需求分析,确定数字示波器的功能指标和性能指标,然后进行系统总体方案设计,包括硬件平台选择、软件架构设计、模块划分等。
2.硬件电路设计:根据系统方案,进行硬件电路设计,包括信号采集电路、信号调理电路、A/D转换电路、单片机最小系统电路、显示电路等,并绘制电路原理图,进行PCB板设计。
3.软件设计:根据系统功能需求,进行软件设计,包括数据采集模块、数据处理模块、波形显示模块、用户界面模块等,并编写相应的程序代码。
5. 研究的创新点
本课题的创新点在于:
1.低成本设计:采用低成本的单片机作为核心控制器,结合精心设计的硬件电路,最大限度地降低系统成本,提高其性价比。
2.高集成度设计:将信号采集、信号调理、A/D转换、数据处理、波形显示等功能集成在一个小型化的硬件平台上,提高系统的集成度和可靠性。
3.模块化设计:采用模块化设计方法,将系统划分为多个独立的模块,便于系统的开发、调试和维护,也方便日后功能的扩展和升级。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1.刘洋,张勇,王玉.基于STM32的便携式数字示波器设计[J].电子测量技术,2020,43(14):120-124.
2.李华.基于STM32和FPGA的双通道数字示波器设计[J].电子技术与软件工程,2021(01):184-186.
3.王磊,王飞,王硕.基于STM32的数字示波器设计与实现[J].电子测量技术,2019,42(21):151-155.
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