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手把手教你玩转老梁开源示波器2-上手示波器

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楼主
一、前言
    上一章主要围绕我手一台一直在用且我觉得性能还比较可以的示波器,讲了下市面他的一些常用功能,也算对示波器有了一些基认知以及了解了一些他的常见用途。这一章主要以老梁开源示波器为主,从开发环境搭建,程序下载和简单调试入手,让这块示波器板子不借助任何外部设备(仅需一些导线,下文仅用了一根杜邦线+示波器板子),就可以直接先动起来,帮助一些电子爱好者作为入门级的设备使用,相信拿到板子的你们应该都已经迫不及待了。因为拿到的板子程序不统一,这里我们统一下载最新的程序并开始测试。(文中用到的示波器板子可以免费领取的哈,不知道怎么领的小伙伴可以进群了解,或者留言)

二、开发环境搭建
  在我们上一章的末尾讲了如何下载这个示波器的资料,在这个资料包里可以看到一个《STC32G12K128数据手册-20220921》的文件(STC32G的编程手册,可以去官网下载最新版本,每个版本更新的内容会在手册最末尾详细列出,请注意),首先第一步我们需要在电脑上搭建开发环境。从下图展示的手册封面我们就可以看到这个STC32G需要用C251的编译器,所以我们首先得先安装C251的编译器才能接着往下(PS:目前stc家的MCU,除了stc32必须要用C251之外,别的型号均可以用C51编译器)。
2.1、C251安装
  首先我们需要安装STC32G这颗芯片手册里推荐的C251编译器。(PS:很多人可能会说可以用KEIL5或者VScode搭建开发环境,因为这些软件用起来熟悉且方便快捷,但是鉴于官方推荐这个,且官方例程都是以此编写的,所以我个人强烈建议开发者尤其是新入门的开发者一定要按照手册推荐的来)。这里用到的C251的安装包可以去官网下载,也可以去群文件下载,安装步骤参考数据手册(5.1章节)。

  这里有一个注意事项,相信很多小伙伴电脑上都装了KEIL4或者KEIL5,可能大家会好奇,这些软件会不会对这个C251有影响,手册里其实给了答案,具体的内容如下所示。这里直接告诉大家答案,不影响,所以不需要卸载那些软件就可直接用。

  看完了上面的注意事项,这里为了大家看起来方便,我把安装步骤都截图出来了,具体安装步骤如下图所示,希望能对大家有所帮助。

2.2、C251
  熟悉KEIL的朋友都知道,这些个软件都是需要注册的,办法和C51基本类似,具体的操作步骤可以去搜索(WIN10务必使用管理员模式运行)



2.3下载软件下载安装(可以官网直接下载当前版本stc-isp-15xx-v6.90P.zip)
  因为这个软件最近更新速度属实太快,这里仅以这个P版本入手,解压之后直接双击.EXE就可以运行。打开软件之后,首先在这里安装一下驱动。

  如果这一步的安装出现问题,也先不要着急,可以看一下这个上提到的手册尝试一下解决,或者致电官网热线或者进群解决,办法总比困难多。


2.4添加芯片型号(参考手册5.2的章节)
  因为这个芯片的型号不是这个KEIL公司旗下的产品,所以默认软件是不带这个芯片型号,这里我们需要把芯片型号添加进去,不然不能编译下载,具体的实现过程参考下图。(不得不说这个导入芯片信号的功能做的还可以。)

  做到上一步就表示已经成功的安装了芯片包,如果你还是不确定自己有没有安装成功的,可以看一下手册的5.3的章节,如果出现下面图片芯片选择的步骤,且能看到STC32开头的的芯片型号,说明你已经安装成功了。



2.5编译代码
  我们之前下载下来的资料包里有一个现成的代码,如下图所示:

  编译器安装成功之后,我们可以直接双击打开这个程序进行编译,看到下图中的框说明开发环境已经搭建成功了


三、程序编译和下载
3.1程序下载和编译
  可能朋友们已经发现了,虽然上一章节最后编译了一个示波器的代码,但是那个代码需要使用硬件的屏幕,根据资料包中的《STC32位8051开源示波器使用说明.pdf》来说,他需要使用如下的TFT屏幕来实现,但是我们手边没有准备这个屏幕改怎么办呢,别说,贴心的STC早就想好了解决办法。

  官方宣传的时候,就说过这个STC32G或者说这个开源示波器是可以使用USB_CDC来虚拟串口,甚至使用软件的上位机来监测波形的,咨询了一下官方,他们就有现成的DEMO程序,可以直接基于这个运行,而且开源。那我们先去官网下载最新的usb—CDC的代码(STC所有的代码都可以在官网下载,新官网和旧官网总有一个会有的),不想去官网的小伙伴也可以直接附件下载(见附件里得《STC32G12K128-DSO-USB-CDC-PC-480x320-V2-opencode-20220819.ZIP》)。

  首先还是和之前一样,打开这个下载下来的程序,然后直接编译,出现下图的样子表示程序编译成功。

3.2程序下载
  将示波器的板子通过TYPEC连接电脑,板子上一颗电源指示灯亮起,随后按下P3.2的按键不要松开,此时按一下OFF按钮,随后松开OFF按钮,最后在松开P3.2按钮,然后就可以实现USB直接下载程序了。(不得不说这个功能很好,可以剩下一个USB转TTL的钱,只需要一根TYPEC的线就可以轻松下载。对后期的批量生产也是一个非常好的助力,且官方提供了很多USB的相关应用,可以快速上手哈哈)




  下载软件上的具体设置参考下图,注意如果上述操作没有问题,在下图中的数字2指向的箭头的框里就会出现“STC USB Writer(HID)”的字眼。

  下载成功后会提示如下信息


四、简单测试
4.1将示波器的板子通过TYPEC的数据线连接电脑,然后先将调试的信息绑定到cdc串口上,具体操作参考下图



4.2通过下图所示操作,打开我们的虚拟调试窗口(示波器的上位机软件,可以再这个软件里看到我们采集到的波形)

4.3打开之后,会弹出一个如下所示的界面,这个界面就是我们示波器的操作界面了,但是此时可以看到软件的右上角有一个黄色的“脱机”的字眼,表示我们的板子还没有链接上。


4.4如下图所示步骤,打开串口
  可以看到此时软件上依然是一条黄色的直线,切界面没有明显的变化,但是界面右上角的“脱机”字眼已经变成了绿色的“运行”的字眼,表示此时已经链接成功了,因为此时我们的探头那里没有接任何的线,采集到的电压一直是0V,所以会屏幕中间0V位置出现一条直线。(PS:这个界面内右键单击可以打开设置功能哦~)

这里我们先来介绍一下这个示波器界面上的一些按钮和功能:

  如上图所示,左上角的两个按钮可以调节垂直电压基准和水平电压基准,右边的运行/停止按钮可以选择暂停或者启动,上升沿的按钮可以单击切换作为 上升沿或者下降沿使用。右下角的四个按钮可以控制波形整体上下左右的移动。
  了解完了示波器的界面,我们可以再回过头来看看我们手上的板子,板子上自带了一个正弦波信号输出端口和方波输出端口。一个红色的可调电容,一个白色的接调试器的端口(没有调试器也不影响正常使用),且他还贴心的预留了一个示波器采集信号的端口,相信用过示波器的小伙伴都知道示波器一般自带表笔(如下下图所示),考虑到很多小伙伴没有这个表笔,所以特地预留了一个接口方便我们直接插线使用,下文测试我就是只使用了一根杜邦线完成测试。


  为了照顾没有表笔的小伙伴,这里我只使用杜邦线开始测,首先我们先测试一下方波的功能,杜邦线如下图连接

  此时,我们就可以在界面看到一个如下图所示的方波(可能波形出现的位置有所区别,我们可以用界面右下脚的上下按钮稍作调节,一般调节到屏幕中间位置比较合适,便于观察)


  其次测试一下正弦波信号,杜邦线如下图连接

  此时我们可以再屏幕看到一个如下图所示的正弦波。

  当然示波器只要是电信号都能测量,要想测别的信号也可以把探头﹢和gnd两根线接到别的电路里去测量波形了(注意尽量别测太高的电压,注意安全)。到这里为止,相信屏幕面前的你们已经能正常使用这个示波器了,但是为了进一步的探究这个示波器的功能

五、进阶
  如上一章节说的那样,好的示波器到手一定要先调节探头补偿,这里一般用方波去调节。
  参考上面方波测试的那个接线,在示波器上位机上显示方波,将他调到合适的位置和显示大小,可以看到他在上升沿的边缘上明显存在过补偿。再上一章下载到的资料包里,有一个《增加探头补偿电容说明.pdf》的文档,据文档介绍,出现这种问题只需要调节板子上的可调电容就可以解决。
  这里我把我把板子上的电容稍稍逆时针旋转了一下,波形就正常了,四四方方的一个方波,具体效果如下:

  这个波形有兴趣的小伙伴也可以尝试着根据上一章的方法尝试计算一下他的电压和频率。

界面介绍.jpg (67.7 KB, 下载次数: 39)

界面介绍.jpg

100hz正弦波.jpg (64.3 KB, 下载次数: 45)

100hz正弦波.jpg

1Khz方波.jpg (60.48 KB, 下载次数: 42)

1Khz方波.jpg

STC32G12K128-DSO-USB-CDC-PC-480x320-V2-opencode-20220819.ZIP

1.17 MB, 下载次数: 27, 下载积分: 黑币 -5

USB-CDC版本虚拟示波器代码

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lkc8210 + 15 很给力!
as_733 + 15
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沙发
ID:983641 发表于 2022-10-11 15:06 | 只看该作者
说得详细。。。
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板凳
ID:53978 发表于 2022-10-18 11:33 | 只看该作者
时基线不在正中间怎么调呢?
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地板
ID:53978 发表于 2022-10-19 10:02 | 只看该作者
此示波器还只有基础功能,什么时候能直接显示测量数据?现在要慢慢计算很不方便。老刘爱捣鼓那个都可以直接显示。
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5#
ID:237354 发表于 2022-11-6 23:34 | 只看该作者
发现STC-ISP软件功能越来越强,TFT、OLED、数码管等显示器件都可以虚拟
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