描述

我希望能夠監(jiān)控我正在構(gòu)建的電路的電信號，因此我需要一臺示波器。我構(gòu)建的解決方案結(jié)合使用 Arduino UNO 和在 PC 上運(yùn)行的 Processing。

示波器具有 6 通道可選輸入（Arduino 上的 A0-A5 引腳）、帶上升沿或下降沿觸發(fā)設(shè)置的獨(dú)立觸發(fā)輸入、連續(xù)或單次掃描模式、可調(diào)時基 (100us-200s/div) 以及可調(diào)靈敏度和每個通道的偏移量。它還具有頻率計數(shù)器模式，可測量觸發(fā)輸入信號的頻率。

請注意，我正在直接使用我的 Arduino UNO 的定時器和中斷寄存器，繞過 Arduino API，因此如果不進(jìn)行更改，代碼將無法在其他 Arduino 版本上運(yùn)行。在調(diào)整代碼之前，請確保您熟悉定時器和中斷。

警告：不要將 0-5V 范圍之外的信號直接連接到您的 Arduino 輸入，因為這可能會損壞您的設(shè)備而無法修復(fù)！

下圖為示波器在計算機(jī)上的圖形用戶界面。右側(cè)的按鈕控制示波器的設(shè)置。按下數(shù)字將更改活動輸入通道，按下彩色框?qū)⒋蜷_和關(guān)閉相應(yīng)通道軌跡的可見性。要開始/停止測量，請按“開始/停止”。在單次掃描模式下，每次要開始新的掃描都需要按“開始/停止”。

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示例：基于 4kHz NE555 的波發(fā)生器信號（RC 充電/放電周期）

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您可以在互聯(lián)網(wǎng)上的許多地方找到 NE555 波發(fā)生器電路的原理圖，

注意：快速時基中的采樣數(shù)是有限的，以實現(xiàn)精確的高速采樣。這解釋了信號軌跡的低分辨率。在較慢的時基上，分辨率更好（見下文）。

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示例：較慢時基上的 500Hz 信號

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示例：7.8kHz 的 Arduino PWM 信號

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示例：觸發(fā)輸入上 Arduino PWM 信號的頻率計數(shù)

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可以通過按“Time-”和“Time+”按鈕來更改計數(shù)的時間段。“Time+”將增加頻率平均的周期數(shù) (T) 或更改決定分辨率的時鐘分頻因子（“/1024”、“/256”或“/64”）。“/64”提供最佳分辨率，但對于較低頻率的信號可能會導(dǎo)致定時器溢出，導(dǎo)致讀數(shù)錯誤。“時間-”則相反。

為了進(jìn)行測試，您可以通過在 PC 上按“-”和“+”來更改 Arduino PWM 信號的占空比。如果將 LED 連接到 PW 引腳，您會注意到 LED 的亮度發(fā)生變化。