Arduino r3驱动废弃电子产品的LCD128*64显示屏制作示波器 -

/*
废弃的显示屏示波器
*/
#include <Arduino.h>
#include <U8g2lib.h>
#include <EEPROM.h>
#ifdef U8X8_HAVE_HW_SPI
#include <SPI.h>
#endif
U8G2_ST7565_EA_DOGM128_F_4W_SW_SPI u8g2(U8G2_R0,/*clock=*/5,/*data=*/4,/*cs=*/8,/*dc=*/6,/*reset=*/7);
int input =A0; //采集信号输入口
int Key_hold =12; //hold显示
int Key_mode =13; //延时选择
int dis_width =128; //显示屏宽度
int dis_hight =64; //显示屏高度
int x; //绘点座标
int Buffer[128]; //缓存值储存数组
long Freq; //频率
float Vp_p,Vpp; //实际电压，峰值电压
int Dr; //占空比
int t,i1,i2,i3,V_min,V_max,V_mid,hold=0;
float a,b;
int mode=0;
int adc_n=4;
int dTime=1;
//产生62.5K方波
void pwm_62_5k()
{
cli(); //禁止中断
pinMode(9, OUTPUT);
pinMode(10, OUTPUT);
//设置timer1快速pwm,频率62.5kHz,D9 = OCR1A; D10 = OCR1B
TCCR1A = 0;
TCCR1B = 0;
//比较匹配时清零 OC1A/OC1B
TCCR1A |= _BV(COM1A1) | _BV(COM1B1);
//配置8位快速PWM, TOP = 0xFF
TCCR1A |= _BV(WGM10);
TCCR1B |= _BV(WGM12);
//时钟无分频，输出频率: 16 MHz/1/256= 62500Hz
TCCR1B |= _BV(CS10);
OCR1A = 127; // 占空比127/255=50%
OCR1B = 25.5; // 占空比25.5/255=10%
sei(); //允许中断
}
void setup(void) {
Serial.begin(115200);
u8g2.begin();
pinMode(input,INPUT); //A0要接20K下拉电阻到地
pinMode(Key_hold,INPUT_PULLUP);//接1K下拉电阻低电平触发
pinMode(Key_mode,INPUT_PULLUP); //采样模式和速率选择
u8g2.setFont(u8g2_font_blipfest_07_tr);
u8g2.setFontDirection(0);
u8g2.setContrast(180); //设置屏幕对比度0-255
pwm_62_5k();
set_adc(16); //ADC 16分频模式采样
pinMode(11,OUTPUT);
analogWrite(11,127);
}
void loop(void) {
sample(); //ADC采样
Measure(); //测量参数
Transform(); //计算坐标
u8g2.firstPage(); //清屏
if (hold==0){ //冻结显示
do{draw();}
while (u8g2.nextPage());
}
san_key();
}
//寄时器中断处理A0-A5
ISR(PCINT1_vect){
/*ADC中断
放在setup内
PCMSK1 |= bit (PCINT8); //PCINT8关联A0中断
PCIFR |= bit (PCIF1);
PCICR |= bit (PCIE1);
*/
}
//使用寄时器ADC采样，analogRead(pin)函数的采样速率太慢
void sample(){
ADCSRA |= _BV(ADSC); //第一次读数不准
for(x = 0;x < dis_width;x++){
ADCSRA |= _BV(ADSC);
loop_until_bit_is_set(ADCSRA, ADIF);
Buffer[x] = ADC;
bitClear(ADCSRA, ADIF);
//暂停x微秒
//delayMicroseconds(dTime);
}
}
//测量参数
void Measure(){
V_max=Buffer[0];//取最大值
V_min=Buffer[0];//取最小值
for(x=0;x<dis_width;x++){
if(Buffer[x]>V_max)
V_max=Buffer[x];
if(Buffer[x]<V_min)
V_min=Buffer[x];
}
//平均值=(最大值+最小值)/2
V_mid=(V_max+V_min)/2;
//振幅电压=(最大值+最小值)/2*基准电压/1023
Vp_p=(V_max+V_min)/2*4.99/1023;
//峰值电压=(最大值-最小值)*基准电压/1023
Vpp=(V_max-V_min)*4.99/1023;
for(x=0;x<dis_width-2;x++){
//周期开始点
if(Buffer[x]<V_mid&&Buffer[x+1]>=V_mid)
{i1=x;break;}
}
for(x=i1+1;x<dis_width-2+i1;x++){
//周期内高电平结束点
if(Buffer[x]>V_mid&&Buffer[x+1]<=V_mid)
{i3=x;}
//周期结束点
if(Buffer[x]<V_mid&&Buffer[x+1]>=V_mid)
{i2=x;break;}
}
//周期时间=周期结速点-周期开始点
t=i2-i1;
//高电平时间=高电平结束时间-周期开始点
a=(i3-i1);
//占空比=高电平时间/周期时间(高电平时间+低电平时间)
Dr=a/t*100;
//频率=1000000/周期时间(高电平时间+低电平时间)
if(t>1){
if(adc_n<=16){
Freq=16000000/adc_n/t; //16分频模式
}else if(adc_n>16){
Freq=16000000/255/adc_n;//非16分频模式
}
}else{
Freq=0;
}
if(mode==0){
//自动选择采样速率以适应高频低频信号
if(t>30||t<10){
adc_n=adc_n*2;
if(adc_n>128){adc_n=4;}
set_adc(adc_n);
}
}
}
//计算座标
void Transform(){
for(x = 0;x < dis_width;x++){
//使用map函数将0-1023的模拟值映射为7～62之间的坐标值
Buffer[x] = map(Buffer[x],0,1023,55,7);
}
}
//显示
void draw(){
int dis_h=dis_hight/2;
//显示电压峰值
u8g2.drawStr(6,7, "V:");
u8g2.setCursor(13, 7);
u8g2.print(Vpp);
//显示实际电压
u8g2.drawStr(35,7, "Vp:");
u8g2.setCursor(45, 7);
u8g2.print(Vp_p);
//显示频率
u8g2.drawStr(68,7, "Hz:");
u8g2.setCursor(78, 7);
u8g2.print(Freq);
//显示占空比
u8g2.drawStr(105,7, "DR:");
u8g2.setCursor(115, 7);
u8g2.print(Dr);
//画x坐标轴
u8g2.drawLine(0,dis_h,dis_width,dis_h);
//画y坐标轴
u8g2.drawLine(dis_hight,7,dis_hight,dis_width);
//画边框
u8g2.drawFrame(4,0,124,dis_hight);
for(int x=1;x<dis_width;x++){
//显示波形
u8g2.drawLine(x,Buffer[x],x,Buffer[x+1]);
}
for(x=0;x<dis_width;x+=4){
//画x坐标刻度
u8g2.drawLine(x,dis_h-1,x,dis_h+1);
if (x<=dis_hight-14){
//画Y坐标刻度
u8g2.drawLine(dis_hight-1,x+7,dis_hight+1,x+7);
}
}
//ADC采样模式，采样速率
if(mode==0){
u8g2.drawStr(6,62, "A:");//自动选频
}else{
u8g2.drawStr(6,62, "M:");//手动设置
}
u8g2.setCursor(12,62);
u8g2.print(adc_n);
//发送数据给显示屏
u8g2.sendBuffer();
}
void san_key(){
if(digitalRead(Key_hold)==LOW){
while(digitalRead(Key_hold)==LOW);
hold=~hold;
}
if(digitalRead(Key_mode)==LOW){
while(digitalRead(Key_hold)==LOW);
mode=mode+1;
if(mode>6){mode=0;Serial.print(0,DEC);}
if(mode!=0){
adc_n=adc_n*2;
if(adc_n>128){adc_n=4;}
set_adc(adc_n);
}
}
}
//配置 ADC,提高ADC采样速率
void set_adc(int key) {
ADMUX = _BV(REFS0); // 使用A0脚采样,精度为（0-1023）
//ADMUX=_BV(REFS0)|_BV(ADLAR)|0; //精度降为（0-255）
switch (key){
case 4://ADC Prescaler = 4
//理论 Sample Rate可达16MHz/4/13=307.6KHz
ADCSRA &= ~(1 << ADPS2); // 0
ADCSRA |= (1 << ADPS1); // 1
ADCSRA &= ~(1 << ADPS0); // 0
break;
case 8://ADC Prescaler = 8
//理论 Sample Rate可达16MHz/8/13=153.8KHz,实测93.5KH
ADCSRA &= ~(1 << ADPS2); // 0
ADCSRA |= (1 << ADPS1); // 1
ADCSRA |= (1 << ADPS0); // 1
break;
case 16://ADC Prescaler = 16
//理论 Sample Rate 可达16MHz/32/13=76.8KHz
ADCSRA |= (1 << ADPS2); // 1
ADCSRA &= ~(1 << ADPS1); // 0
ADCSRA &= ~(1 << ADPS0); // 0
break;
case 32://ADC Prescaler = 32
//理论 Sample Rate 可达16MHz/32/13= 38.4KHz
ADCSRA |= (1 << ADPS2); // 1
ADCSRA &= ~(1 << ADPS1); // 0
ADCSRA |= (1 << ADPS0); // 1
break;
case 64://ADC Prescaler = 64
//理论 Sample Rate 可达16MHz/64/13= 19.2KHz
ADCSRA |= (1 << ADPS2); // 1
ADCSRA |= (1 << ADPS1); // 1
ADCSRA &= ~(1 << ADPS0); // 0
//ADCSRA = ADCSRA&(~7)|0x06;
break;
case 128://ADC Prescaler = 128
//理论 Sample Rate 可达16MHz/128/13=9600Hz
ADCSRA |= (1 << ADPS2); // 1
ADCSRA |= (1 << ADPS1); // 1
ADCSRA |= (1 << ADPS0); // 1
break;
default:
break;
}
}

复制代码