一种Mini示波器系统的制作方法

本发明属于电子仪器领域，具体涉及一种mini示波器系统。

背景技术：

随着电子行业的发展，示波器在实际生活生产中占据的地位越来越重要，其实用之广泛和发展速度之快都远远超过其他测量仪器，已经广泛应用于国防、科研、学校以及工农商业等各个领域和部门。由芯片控制的数字示波器已经逐步成为示波器市场上的主要产品。

然而，目前国内市场上出现的高精度数字示波器普遍存在着体积较大，不便于携带的问题，使用范围受到了极大的限制，尤其是给户外的测量带来不方便。

因此，亟需一种示波器能够实现方便携带以及操作简单的功能。

技术实现要素：

本发明提供一种mini示波器系统，以实现示波器方便携带和操作简单的功能。

根据本发明实施例提供的mini示波器系统，该系统包括：前端信号处理模块、ad采样模块、tf存储模块、stm32lxx主控芯片模块、时钟电路模块、触摸屏显示模块和触摸屏控制模块；

所述前端信号处理模块，用于对接收的测量信号进行阻抗匹配和放大\衰减的处理，得到预处理信号；

所述ad采样模块，与所述前端信号处理模块连接，用于对所述预处理信号进行模拟数字转换，得到数字信号，并对所述数字信号进行数学变换获得所述数字信号的峰峰值、最大值和频率信息；

所述tf卡存储模块，与所述ad采样模块连接，用于所述数字信号的存储；

所述stm32lxx主控芯片模块，内设控制电路，用于控制所述示波器的运行；所述stm32lxx主控芯片模块包括数字/模拟转换器，用于将对所述数字信号进行连续变量的模拟信号转换，获得波形图像；

所述时钟电路模块，与所述stm32lxx主控芯片模块连接，用于接收所述stm32lxx主控芯片模块发出的指令，根据所述指令控制所述ad采样模块的采样频率；

所述触摸屏显示模块，与所述stm32lxx主控芯片模块连接，用于显示所述波形图像；

所述触摸屏控制模块，与所述stm32lxx主控芯片模块连接，用于对所述示波器系统进行相关参数的设置；

所述系统采用电池供电，所述电池为纽扣电池。

进一步地，所述系统还包括：实时操作程序模块，与所述stm32lxx主控芯片模块连接，用于触发所述stm32lxx主控芯片模块的控制电路。

进一步地，所述波形图像被存储至所述tf卡存储模块。

进一步地，所述系统还包括：滤波电容，设置于所述stm32lxx主控芯片模块与所述触摸屏显示模块之间，用于对所述波形图像进行滤波处理。

进一步地，所述系统还包括：转接口模块，与所述stm32lxx主控芯片模块连接，用于将所述tf卡存储模块存储的所述波形图像传输到外部接收设备。

进一步地，所述数字/模拟转换器还被配置为：当所述测量信号为波形图像信号时，将所述波形图像信号解析为数字信号。

进一步地，所述ad采样模块包括：

ads8364芯片，用于对所述测量信号采集并进行模拟数字转换为数字信号；

ram存储器，与所述ads8364芯片连接，用于存储所述数字信号；

arm处理器，与所述ram存储器连接，用于从所述ram中读取存储的所述数字信号，并进行数学变换处理。

进一步地，所述stm32lxx主控芯片模块还包括中断源，所述中断源用于：

判断相邻两次所述测量信号是否相同，

如果相同，则向用户发送是否保存所述测量信号的提示并判断用户是否保存；

如果用户选择不保存，则重新采样；

如果用户选择保存，则所述stm32lxx主控芯片模块将所述数字信号进行数据波形图像转换；

如果不相同，则所述stm32lxx主控芯片模块将所述数字信号进行数据波形图像转换。

进一步地，所述中断源还被配置为：

判断所述测量信号的频率是否大于1m，

如果所述测量信号的频率大于1m，则所述时钟电路模块控制所述ad采样模块进行高速采样；否则，则进行低速采样。

进一步地，所述中断源还被配置为：

判断所述ram存储器存储所述数字信号是否已满，

如果ram存储器存储的所述数字信号已满，则arm处理器读取并进行数学变换ram存储器存储的所述数字信号；否则，所述ads8364芯片继续进行数据采集。

基于上述实施例可见，本发明实施例提供的mini示波器系统，该系统采用纽扣电池供电，大大减少了示波器的体积和重量，具有方便携带的功能。采用stm32lxx主控芯片模块作为核心控制器，能同时完成测频率、测幅值和波形显示等多个功能，另外还可以将波形图像数据转化为数字数据，为用户不同场景下使用提供了更多的便利条件。通过触摸屏显示模块对波形图像进行显示，通过触摸屏控制模块对系统参数进行设置，实现了系统操作简单快捷的功能。因此，该示波器系统具有功能多、性能强、体积小、重量轻、操作简单快捷、环境适应能力强等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种mini示波器系统；

图2为本发明实施例提供的mini示波器系统工作流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，以下将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种mini示波器系统，图2为本发明实施例提供的mini示波器系统工作流程图。如图1所示，该示波器系统包括测量信号输入模块1、前端信号处理模块2、ad采样模块3、tf卡存储模块4、stm32lxx主控芯片模块5、时钟电路模块6、转接口模块7、实时操作程序模块8、滤波电容9、触摸屏显示模块10和触摸屏控制模块11。

具体的，测量信号输入模块1通过高频无源同轴线缆和纯铜镀金探针与外部预测试设备相连接，用于接收预测试设备的测量信号。

前端信号处理模块2，与测量信号输入模块1连接。测量信号输入模块1将接收到的测量信号传输到前端信号处理模块2，前端信号处理模块2对测量信号进行阻抗匹配和放大\衰减的处理，得到预处理信号。

ad采样模块3、tf卡存储模块4和时钟电路模块6，ad采样模块3与前端信号处理模块2连接，tf卡存储模块4输入端与ad采样模块3和stm32lxx主控芯片模块5连接、输出端与stm32lxx主控芯片模块5连接，时钟电路模块6与stm32lxx主控芯片模块5连接。预处理信号传输至ad采样模块3，同时stm32lxx主控芯片模块5利用中断源对测量信号频率的判断发出指令信号，时钟电路模块6根据指令控制ad采样模块3的采样频率。ad采样模块3包括ads8364芯片、ram存储器、arm处理器；其中ads8364芯片是一种6通道、高速、低功耗的十六位模数转换器，内置串口通信协议，便于开发，它的参考采样电压在2.5v，当我们输入电压为1.8v即被默认为是高电平。ad采样模块3通过ads8364芯片进行高速或者低速采样并进行模拟数字转换为数字信号，然后存储至ram存储器；在信号采集和存储过程中，stm32lxx主控芯片模块5利用中断源判断ram存储器内存储的数字信号是否已满，如果没有满则继续进行采集；如果已满，则arm处理器从ram中读取数字信号，并进行数学变换，获得峰峰值、最大值和频率等信息。ad采样模块3的数字信号和经数学变换获得的峰峰值、最大值、频率等信息存储至tf卡存储模块4，供stm32lxx主控芯片模块5读取。

stm32lxx主控芯片模块5，内设控制电路，用于控制示波器的运行。该芯片具有超低功耗的优势，它的静态功耗可以达到1ua，并且cpu的供电电压是可选择性的，可以配置为1.2v、1.5v、1.8v，工作模式主要有运行、睡眠、停止、待机4种。这样极大的节省了电能的消耗，使得本实施例示波器系统续航能力强，在充电条件不便利的户外适用时具有了明显的优势。stm32lxx主控芯片模块5包括数字/模拟转换器，数字/模拟转换器用于对的数字信号进行连续变量的模拟信号转换，获得波形图像，并将波形图像存储至tf卡存储模块4。另外，当测量信号为波形图像信号时，数字/模拟转换器还可以将波形图像信号解析为数字信号，这一功能的设置使得本发明示波器具有传统示波器的显示波形信号功能外还具有将已知的波形图像解析为数字信息的功能。

滤波电容9与触摸屏显示模块10，滤波电容9设置在stm32lxx主控芯片模块5与触摸屏显示模块10之间，用于对stm32lxx主控芯片模块5输出至触摸屏显示模块10的波形图像进行滤波处理，以使得波形更加清晰和真实。经滤波电容9进行滤波处理后的波形图像显示到触摸屏显示模块10。触摸屏显示模块10可以进行局部放大，这样可以对波形图像更加清晰的观察，尤其便于局部波形异常的分析。另外，存储于tf卡存储模块4的峰峰值、最大值、频率等信息也可以显示在触摸屏显示模块10，使得信息的获取更准确和全面。

触摸屏控制模块11，与stm32lxx主控芯片模块5连接，并且与触摸屏显示模块10共用一个触摸显示屏，用户可以在触摸显示屏上对示波器系统进行相关参数的设置，操作包括通道的选择、触发线、垂直刻度、水平分度值、频率、波形显示等。触摸屏控制模块11与触摸屏显示模块10共用一个显示屏，节省了屏幕的占用空间和制造成本，使用更加灵活和方便。

实时操作程序模块8，与stm32lxx主控芯片模块5连接，用于触发stm32lxx主控芯片模块5的控制电路。实时操作程序模块8是装载有程序语言的存储卡，用户可以根据实际需求对程序语言进行适应性的修改，因此，扩大了本实施例示波器的适用范围。

另外的，系统还设置有转接口模块7，转接口模块7包括dp和type-c转接口，输入端与stm32lxx主控芯片模块5连接，用于将tf卡存储模块4存储的波形图像传输到外部接收设备。type-c转接口可以将示波器所测试的波形实时传输到手机等智能设备，便于发给客户或者相关负责人查阅，dp接口还可以接外部显示器，对于某些产品性能测试、发布会现场显得尤为重要。

示波器系统采用电池供电，采用lir2032充电电池，lir2032电池为直径为20mm，高度为3.2mm的圆形纽扣电池，容量40mah，提供3.6v输出电压，可以反复充电500次以上，具有容量大、体积小、可循环充电、寿命长等特点。

进一步地，中断源还被配置为：判断相邻两次测量信号是否相同，如果相同，则向用户发送是否保存测量信号的提示；如果用户选择不保存，则重新采样；如果用户选择保存，则stm32lxx主控芯片模块5将数字信号进行数据波形图像转换；如果不相同，则stm32lxx主控芯片模块5将数字信号进行数据波形图像转换。

基于中断源的判断功能使得示波器系统更智能化和方便用户的操作。尤其是当测量信号相同时供用户选择是否保存的功能，使得用户即使对被测设备不熟悉时也可以获得更有效的数据，避免重复工作的进行，提高了工作效率。

如图2所示，本实施例的示波器系统进行工作的过程为，测量信号输入模块1接收测量信号；中断源判断测量信号的频率是否大于1m；如果测量信号的频率大于1m，则时钟电路模块6控制ad采样模块3进行高速采样；否则，则进行低速采样；ads8364主控芯片模块5对高速采样或者低速采样获得的测量信号采集并进行模拟数字转换为数字信号；ram存储器存储数字信号；然后中断源判断ram存储器存储数字信号是否已满，如果ram存储器存储的数字信号已满，则arm处理器对ram存储器存储的数字信号读取并进行数学变换；经数学变换后的数字信号存储到tf卡存储模块4；接下来中断源判断相邻两次测量信号是否相同，如果相同，则向用户发送是否保存测量信号的提示，进一步的中断源判断用户是否保存；如果用户选择不保存，则重新采样；如果用户选择保存，则stm32lxx主控芯片模块5将数字信号进行数据波形图像转换；触摸屏显示模块10显示波形图像；用户在触摸屏控制模块11对示波器系统进行相关参数的设置，然后进行下一组数据的测量。

另外，在中断源判断ram存储器存储的数字信号是否已满之后，如果ram存储器存储的数字信号未满，则ads8364芯片继续进行数据采集。在中断源判断相邻两次数字信号是否相同之后，如果不同，则stm32lxx主控芯片模块5将数字信号进行数据波形图像转换。

本说明书中的实施例采用递进的方式描述。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。