序言: 本人自上学时候第一次见到该论坛,一直在论坛默默潜水,并且从该论坛学到了很多东西。现如今工作多年,并一直从事电子相关的工作,也算小有所成,一直打算将自己的一些学习心得回馈网友们,也算回报社会了,奈何一直没有找到合适的契机,刚好最近看到STC家开源了一款开源示波器,并且用上了一颗他们家最新的STC32的MCU,刚好和大家一起看看这个32位的51单片机性能以及这个开源示波器。 当然,如看官对这篇或者之后的文章内容有不同的见解或者建议的,或者有不明白的都可以在下留言交流,共同学习成长。当然如果有发现错误也欢迎指正,或者想了解更多得也欢迎大家进去交流(884047237),有需要文件也可进群免费下载或者直接文末下载,当然需要免费申请板子的朋友们也可进群找相关人咨询活动详情。
手把手教你玩转老梁开源示波器【1】初识示波器
一、前言: 最近看到STC家有免费送老梁开源示波器的板子的活动,我也顺手申请了一块,板子正反面图片如下,可以说示波器是每个搞电子的人必备的神器,既然有了现成的那么刚好一起来探究一下,顺便学习学习。
示波器正面图
示波器背面图
二、认识示波器 2.1什么是示波器 可能有些业余的电子爱好者平时没有系统的学习过,不太了解示波器,这里一起科普下了。首先遇事先百度,百度百科对示波器的定义如下:
百度描述
当然,这里的描述比较官方,换成我个人的理解,简单的来说就是示波器能捕捉一个电压信号在时间上的连续变化,区别于万用表。万用表只能测量某一时间点的电压值。以我们最熟悉的交流电举例,交流电的波形是个50HZ的正弦波,如下图所示:
正弦波波形
如果用万用表的直流档去测,那显示出来的电压值就会时刻的变化,肉眼既看不出是个正弦波,甚至刷新速度太快都无法读取到电压(当然,交流档测量除外),但是在示波器上,我们就可以清楚的看到这个波形,例如下图所示:(纵向是电压,横向是时间)
示波器测正弦波
可以说示波器可以有效的帮助我们监测电信号,在调时序控制,脉宽调制,波形调制等的应用中显得尤其重要。
2.2示波器的常见功能和基础知识(我手边有一台专用的示波器,以此举例) 2.2.1探头补偿 拿到一台新的示波器,我们首先要做的就是要先调节探头补偿,在调节之前,得先知道探头补偿的一些关键词(欠补偿、补偿适当、过补偿):
补偿的定义
例如我的这台,调节完成之后,测量示波器上自带的1Khz的校准用的方波,最终显示的波形如下图所示,可以看得出来补偿适当了。
标准波形
2.2.2水平基准(也叫:时间基准) 2.2.2.1水平时基档位
水平基准
可以看到上图中,时间基准为500us,表示两条竖线之间的一个格子为500us,这样一个高电平和一个低电平组成的周期就是1ms,可以很方便的读出这个方波的周期为1/0.001s = 1000hz,这就是时间基准存在的意义。 当然,如果我们想看的波形范围更广,可以把时间基准调大,例如下图所示。可以看到这个图的时间基准调到了2ms,上图的500us只能看到大约7个周期(一个高电平+一个低电平 = 一个周期),但是下面2ms的图可以看到大约28个周期
水平基准调大
当然,想要波形看的更加细致,我们还能调小时间基准,例如下图,可以看到在200us的时间基准下,我们只能看到大约3个周期了。
水平基准调小
2.2.2.2水平位移
水平移动
可以看到这张图相比于上一张图,蓝色箭头指向的竖线位置向左移动了,这有助我们分析一长串的波形中间是否有夹带私货,可以一点一点的移动过去看问题。 例如之前看到过的一个问题(如下图),一个正弦波跑着跑着就会出现一个异常点,导致外围电路出现问题。
毛刺
2.2.3垂直基准(也叫:电压基准)
2.2.3.1垂直电压档位
可以看到下图中电压档位为500mv,表示相邻的上下两条线之间的电压为500mv,可以很轻易的读出这个波形上下横跨了6个格子,那么电压就是6V。当然和水平基准一样他也可以调节档位,可以看到垂直电压基准调到1V之后,上下幅度明显缩小了一倍(如下下图所示)。
2.2.3.2垂直位移
相比于上图和和上上图,明显能看到整个波形向上抬升了一些,这就是垂直方向上的位移。
2.2.4采样方式
2.2.4.1滚动采集
因为这个界面不太好截图,只能随机截取两张。在滚动采集的模式下,采集到的波形会从不断的向左移动,这样可以更加直观的看出电压在时间上的连续变化,分析音频信号和周期编码信号的时候比较常用。
2.2.4.2连续采集
连续采集相比于滚动采集的区别在于,他是整屏整屏的刷新,不能看到波形移动的过程,他不会像滚动采集那样看起来非常的晃眼睛,在调节占空比变化的时候效果就尤其突出了。
2.2.4.3单次采集
采集到一个特定的信号之后,就会暂停在那里,并且可以上下左右移动,可以放大缩小,可以很直观的去分析波形是否正确。
2.5通道耦合
2.5.1直流耦合
2.5.2交流耦合
可以看到直流耦合和交流耦合的区别在于波形和基准线的位置区别。我们可以发现其实交流耦合的波形,给他每个时刻的电压加上1.5V(整体网向上抬1.5V),他就和直流耦合的电压一样了,所以交流耦合的本质就是去除波形中的直流电压,这个功能在测量直流电源的纹波中必不可少。
例如下图,一个12V输出的直流电源,如果用直流档测试,只会在12V的位置看到一条笔直的线,但是用交流档测,就会发现他在0点附近会上下波动,波动的范围为2个单元格,且单元格的电压基准为50mv,所以这个电源的纹波为100mv。
2.6触发设置(上升沿触发、下降沿触发)
可以看到上面的两张图,在水平时间轴的位置,上面一个是电压从低到高变化的瞬间(上升沿触发),下一个是电压从高到低变化的瞬间(下降沿触发),当然这个比较的电压阈值也可以自己设定,例如下图所示,现在的电压的阈值就是在720mv。
2.7自动测量
如上图所示,可以看到在菜单中选中的测量的项,在下面一行都能自动测量出来并显示。
总:如上就是示波器的一些常见的功能和使用。
三、入手老梁开源示波器
3.1资料下载
众所周知,STC的资料都能在官网进行下载,我们可以打开官网,在这个位置下载到最新的资料。
下载到的文件目录如下图所示,可以看到程序,手册,图纸,使用说明一应俱全,果然是个完整的开源项目。
这里可以先看看他提供的参数:
感兴趣的朋友也可以先根据这些文件自行开始把玩,或者跟着我在下一篇文章一起手把手的盘他,测一下他的性能。有需要文件的朋友也可以自行去官网下载,或者附件下载,也可进群下载。有需要文章开始提到的板子的小伙伴也可打官网电话联系销售免费申请,或进群联系管理获取活动详情。第一次发文,如有不好的地方请大家谅解,也请留下您的宝贵建议。 |