序言: 本人自上學時候第一次見到該論壇,一直在論壇默默潛水,并且從該論壇學到了很多東西。現如今工作多年,并一直從事電子相關的工作,也算小有所成,一直打算將自己的一些學習心得回饋網友們,也算回報社會了,奈何一直沒有找到合適的契機,剛好最近看到STC家開源了一款開源示波器,并且用上了一顆他們家最新的STC32的MCU,剛好和大家一起看看這個32位的51單片機性能以及這個開源示波器。 當然,如看官對這篇或者之后的文章內容有不同的見解或者建議的,或者有不明白的都可以在下留言交流,共同學習成長。當然如果有發現錯誤也歡迎指正,或者想了解更多得也歡迎大家進去交流(884047237),有需要文件也可進群免費下載或者直接文末下載,當然需要免費申請板子的朋友們也可進群找相關人咨詢活動詳情。 
手把手教你玩轉老梁開源示波器【1】初識示波器
一、前言: 最近看到STC家有免費送老梁開源示波器的板子的活動,我也順手申請了一塊,板子正反面圖片如下,可以說示波器是每個搞電子的人必備的神器,既然有了現成的那么剛好一起來探究一下,順便學習學習。
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示波器正面圖
2022-10-9 00:43 上傳
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示波器背面圖
2022-10-9 00:43 上傳
二、認識示波器 2.1什么是示波器 可能有些業余的電子愛好者平時沒有系統的學習過,不太了解示波器,這里一起科普下了。首先遇事先百度,百度百科對示波器的定義如下:
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百度描述
2022-10-9 00:44 上傳
當然,這里的描述比較官方,換成我個人的理解,簡單的來說就是示波器能捕捉一個電壓信號在時間上的連續變化,區別于萬用表。萬用表只能測量某一時間點的電壓值。以我們最熟悉的交流電舉例,交流電的波形是個50HZ的正弦波,如下圖所示:
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正弦波波形
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如果用萬用表的直流檔去測,那顯示出來的電壓值就會時刻的變化,肉眼既看不出是個正弦波,甚至刷新速度太快都無法讀取到電壓(當然,交流檔測量除外),但是在示波器上,我們就可以清楚的看到這個波形,例如下圖所示:(縱向是電壓,橫向是時間)
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示波器測正弦波
2022-10-9 00:44 上傳
可以說示波器可以有效的幫助我們監測電信號,在調時序控制,脈寬調制,波形調制等的應用中顯得尤其重要。
2.2示波器的常見功能和基礎知識(我手邊有一臺專用的示波器,以此舉例) 2.2.1探頭補償 拿到一臺新的示波器,我們首先要做的就是要先調節探頭補償,在調節之前,得先知道探頭補償的一些關鍵詞(欠補償、補償適當、過補償):
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補償的定義
2022-10-9 00:44 上傳
例如我的這臺,調節完成之后,測量示波器上自帶的1Khz的校準用的方波,最終顯示的波形如下圖所示,可以看得出來補償適當了。
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標準波形
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2.2.2水平基準(也叫:時間基準) 2.2.2.1水平時基檔位
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水平基準
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可以看到上圖中,時間基準為500us,表示兩條豎線之間的一個格子為500us,這樣一個高電平和一個低電平組成的周期就是1ms,可以很方便的讀出這個方波的周期為1/0.001s = 1000hz,這就是時間基準存在的意義。 當然,如果我們想看的波形范圍更廣,可以把時間基準調大,例如下圖所示。可以看到這個圖的時間基準調到了2ms,上圖的500us只能看到大約7個周期(一個高電平+一個低電平 = 一個周期),但是下面2ms的圖可以看到大約28個周期
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水平基準調大
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當然,想要波形看的更加細致,我們還能調小時間基準,例如下圖,可以看到在200us的時間基準下,我們只能看到大約3個周期了。
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水平基準調小
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2.2.2.2水平位移
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水平移動
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可以看到這張圖相比于上一張圖,藍色箭頭指向的豎線位置向左移動了,這有助我們分析一長串的波形中間是否有夾帶私貨,可以一點一點的移動過去看問題。  例如之前看到過的一個問題(如下圖),一個正弦波跑著跑著就會出現一個異常點,導致外圍電路出現問題。
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毛刺
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2.2.3垂直基準(也叫:電壓基準)
2.2.3.1垂直電壓檔位
可以看到下圖中電壓檔位為500mv,表示相鄰的上下兩條線之間的電壓為500mv,可以很輕易的讀出這個波形上下橫跨了6個格子,那么電壓就是6V。當然和水平基準一樣他也可以調節檔位,可以看到垂直電壓基準調到1V之后,上下幅度明顯縮小了一倍(如下下圖所示)。
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2022-10-9 00:57 上傳
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2.2.3.2垂直位移
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相比于上圖和和上上圖,明顯能看到整個波形向上抬升了一些,這就是垂直方向上的位移。
2.2.4采樣方式
2.2.4.1滾動采集
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因為這個界面不太好截圖,只能隨機截取兩張。在滾動采集的模式下,采集到的波形會從不斷的向左移動,這樣可以更加直觀的看出電壓在時間上的連續變化,分析音頻信號和周期編碼信號的時候比較常用。
2.2.4.2連續采集
連續采集相比于滾動采集的區別在于,他是整屏整屏的刷新,不能看到波形移動的過程,他不會像滾動采集那樣看起來非常的晃眼睛,在調節占空比變化的時候效果就尤其突出了。
2.2.4.3單次采集
采集到一個特定的信號之后,就會暫停在那里,并且可以上下左右移動,可以放大縮小,可以很直觀的去分析波形是否正確。
2.5通道耦合
2.5.1直流耦合
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2.5.2交流耦合
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可以看到直流耦合和交流耦合的區別在于波形和基準線的位置區別。我們可以發現其實交流耦合的波形,給他每個時刻的電壓加上1.5V(整體網向上抬1.5V),他就和直流耦合的電壓一樣了,所以交流耦合的本質就是去除波形中的直流電壓,這個功能在測量直流電源的紋波中必不可少。
例如下圖,一個12V輸出的直流電源,如果用直流檔測試,只會在12V的位置看到一條筆直的線,但是用交流檔測,就會發現他在0點附近會上下波動,波動的范圍為2個單元格,且單元格的電壓基準為50mv,所以這個電源的紋波為100mv。
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2.6觸發設置(上升沿觸發、下降沿觸發)
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可以看到上面的兩張圖,在水平時間軸的位置,上面一個是電壓從低到高變化的瞬間(上升沿觸發),下一個是電壓從高到低變化的瞬間(下降沿觸發),當然這個比較的電壓閾值也可以自己設定,例如下圖所示,現在的電壓的閾值就是在720mv。
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2.7自動測量
如上圖所示,可以看到在菜單中選中的測量的項,在下面一行都能自動測量出來并顯示。
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總:如上就是示波器的一些常見的功能和使用。
三、入手老梁開源示波器
3.1資料下載
眾所周知,STC的資料都能在官網進行下載,我們可以打開官網,在這個位置下載到最新的資料。
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2022-10-9 00:44 上傳
下載到的文件目錄如下圖所示,可以看到程序,手冊,圖紙,使用說明一應俱全,果然是個完整的開源項目。
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這里可以先看看他提供的參數:
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感興趣的朋友也可以先根據這些文件自行開始把玩,或者跟著我在下一篇文章一起手把手的盤他,測一下他的性能。有需要文件的朋友也可以自行去官網下載,或者附件下載,也可進群下載。有需要文章開始提到的板子的小伙伴也可打官網電話聯系銷售免費申請,或進群聯系管理獲取活動詳情。第一次發文,如有不好的地方請大家諒解,也請留下您的寶貴建議。 |