English version

Digitální osciloskop s AVR

    Úvod:
Jedná se o pravděpodobně nejjednodušší možné zapojení digitálního osciloskopu. Umí jednorázové měření i měření v reálném čase a externí i interní spouštění. Hodí se pro měření všeho od velmi pomalých dějů (perioda do 8 dní) až po frekvence v desítkách kHz. Osciloskop je vybaven televizním výstupem PAL (kompozitní video). K zobrazení slouží jakýkoliv televizor se vstupem kompozitního videa (CRT, LCD, ...).
    Popis zapojení:
Schéma zapojení nejjednoduššího digitálního osciloskopu s AVR je na Obr. 1. Základem digitálního osciloskopu je IO1 - mikroprocesor Atmel AVR ATmega88, ATmega88A, ATmega88P nebo ATmega88PA. Program pro něj je volně ke stažení níže. Na obrázku níže je také nastavení konfiguračních bitů. Obvod IO1 je taktován na své maximální frekvenci, tedy 20 MHz, získané z externího oscilátoru s krystalem nebo keramickým rezonátorem. K měření je využit zabudovaný analogově-digitální převodník (ADC). Měřený signál vchází do vstupu ADC0 (vývod 23). Jako vstup pro externí spouštění slouží PCINT18 (vývod 4). Klávesnice tvořená 5-ti tlačítky je připojena na porty PC1...5. Obvod využívá interní napěťovou referenci. Na vývod AREF je tedy připojen pouze blokovací kondenzátor C4. Výstupní signál PAL je generován pomocí jednoduchého 2-bitového digitálně-analogového (DA) převodníků sestaveného z R1, R2 a R3, připojeného na PD5 a PD6. Převodník vytváří 4 úrovně napětí, odpovídající synchronizační úrovni, černé, šedé a bílé barvě. V případě špatné úrovně signálu lze upravit R3, případně R1 a R2. Je však nutno přibližně zachovat vztah R1 = 2x R2. Snímková frekvence obrazu je 50Hz, řádková frekvence je 15,625kHz. Úroveň bílé odpovídá napětí cca 1V. Kondenzátor C3 umístěte co nejblíže vývodům 7 a 8 a kondenzátor C5 co nejblíže vývodům 20 a 22. Obvod se napájí ze zdroje 5V +/- 10%.
    Parametry:
Časová základna osciloskopu je v rozmezí 50us - 6h / div, volená v krocích. Doba snímaní je až 8 dní. Celkem je nasnímáno 960 vzorků. Rozlišení obrazovky včetně rámečku a OSD: 242 x 264, rozlišení měřícího okna: 240 x 256, rozlišení měřící plochy: 960 x 256 (měřící plochu lze rolovat). Citlivost je 0,2V / div. S předřadným děličem lze získat další stupně vertikální citlivosti.
    Ovládání:
Pomocí tlačítek nahoru a dolů lze nastavit časovou základnu osciloskopu v krocích od 50us/div do 6h/div. Pomocí tlačítek doleva a doprava lze rolovat měřící plochu. V dolní části obrazovky OSD. Obsahuje posuvník, zobrazující aktuální pozici rolování. Vedle něj je zobrazena aktuální časová základna. Stisknutím tlačítka TL1 se spustí jednorázové měření. Probíhající měření je indikováno šipkou na OSD. Po skončení jednorázového měření šipka zmizí. Pokud zapojíte vstup externího spouštění, obvod po stisku TL1 čeká na náběžnou hranu. Během čekání se na OSD objeví symbol "E" (externí spouštění). Náběžná hrana spustí měření. Podržením tlačítka TL1 déle než 1s se spustí měření v reálném čase. To je indikováno trojúhelníkem na OSD. V módu reálného času je stopa na obrazovce neustále obnovována. Mód reálného času osciloskopu lze ukončit krátkým stiskem TL1. Během měření se na posuvníku zobrazuje ryska, indikující aktuální pozici měření (Ta při krátkých časových základnách nemusí být viditelná, stejně jako šipka indikující jednorázové měření). Dlouhý stisk tlačítek nahoru, dolu, doleva a doprava umožňuje rychlý přesun mezi různými časovými základnami a rychlé rolování.

Program pro AVR osciloskop ke stažení:
zdrojový kód v assembleru (ASM)
přeložený HEX soubor (4 606 Bajtů)

Případným zájemcům mohu naprogramovaný mikroprocesor poslat. Více info zde.


Obr. 1 - Schéma nejjednoduššího osciloskopu s AVR ATmega88(P)(A).


Nastavení konfiguračních bitů.


Osciloskop s AVR testovaný v kontaktním poli


Osciloskop připojený k malé CRT televizi. Signál dálkového ovladače, 2ms / div.


Pomalé měření, signál vyrobený potenciometrem, 1s / div


Osciloskop připojený k LCD televizi, časová základna 6h / div, jednorázové měření - čekání na externí spuštění.


Zobrazení v reálném čase, 5ms / div, zobrazena sinusovka 50Hz.


Záznam vybíjecí charakteristiky Li-ion článku 18650 při proudu 2,3A. Osciloskop použit spolu s Analyzátorem akumulátorů.



Přidáno: 11. 11. 2012
zpět na úvodní stránku