本作品為第二屆立創商城電子制作節一等獎作品，作者立創社區ID：西城島V3；轉載請注明出處，未經允許不得用作商業用途。作品原鏈接：http://club.szlcsc.com/article/details_6386_1.html。

一、作品簡介

1.作品外觀

加了一個亞克力外殼，簡單的裝著；

（點擊可查看大圖）

2.設計背景

電子初學者，學生，以及很多電子愛好者而言，示波器是常用工具，但是卻相當昂貴，好的上萬，一般的也要幾千，這讓很多電子愛好者望而卻步，尤其是學生。基于此就有了做數字虛擬示波器的想法！虛擬示波器硬件少，主要通過電腦端計算顯示波形，省去大部分成本。

3.作品亮點

（1）發揮了單片機的多功能，USB即可插上電腦使用，

（2）切換模式使用藍牙串口連接手機，可以移動著使用，手機顯示器可以拿來拿去

（3）在參數范圍內的使用還是足夠的，畢竟直觀性的看到一些信號，價格不貴，還是很好的

二、系統構架圖

下圖為虛擬示波器/信號發生器的硬件框圖。系統主控制器為STM32單片機，FPGA主要做高速數據采集。

圖中上半部分為虛擬示波器功能，待測信號首先經過放大衰減電路和電位平移電路處理，使得信號在AD采集范圍之內。

FPGA內部開辟一塊FIFO用于緩存高速AD采集到的數據，然后再根據觸發條件將需要的數據發送給STM32單片機，單片機再將數據通過USB上傳給電腦或者通過藍牙發送給手機，最后電腦或者手機將收到的數據繪制成波形顯示出來，實現示波器功能。

圖中下半部分為信號發生器功能。首先在電腦或者手機上選擇要產生的波形，然后將波形發送到STM32單片機，然后單片機再將數據寫入FPGA數據ROM表中。最后FPGA按照一定的頻率把數據表中的數據發送給告訴DA，由DA產生模擬信號，信號再經過低通濾波器和放大/衰減后輸出，就產生了我們需要的波形。

上位機將收到的波形數據做FFT變換，生成波形頻譜，然后繪制變換后的圖像，因此就多了一個頻譜儀功能。

將信號源于示波器同時接入電路中，上位機再控制信號源產生頻率可變的掃頻信號，同時用示波器測量電路輸出對應的幅度變化，繪制成幅頻曲線，因此就多了一個掃頻儀功能。

三、硬件部分的描述

1.原理圖

圖片不太清晰，可以下載附件源文件查看：

http://club.szlcsc.com/article/downFile_843A5404CC15A80E.html，

http://club.szlcsc.com/article/downFile_5FBFF2A8B98F5CF1.html，原理圖是AD畫的。

 PCB圖原圖下載鏈接： http://club.szlcsc.com/article/downFile_B87FC6DAD0847FCF.html。

 大家可以下載來玩哦。PCB是PDS9.5畫的。

2.原理介紹

首先經過放大衰減電路和電位平移電路對輸入信號處理，使得信號在AD采集范圍之內。FPGA內部開辟一塊FIFO用于緩存高速AD采集到的數據，然后再根據觸發條件將需要的數據發送給STM32單片機，單片機再將數據通過USB上傳給電腦或者通過藍牙發送給手機，最后電腦或者手機將收到的數據繪制成波形顯示出來，實現示波器功能。

四、材料清單（BOM列表）

來自立創商城的元器件：

主要芯片模塊功能封裝鏈接

STM32F103C8T6：http://www.qdjpair.com/product/details_9243.html

EP1C3T100LQFP100：http://www.qdjpair.com/product/details_40715.html

EPCS1：http://www.qdjpair.com/product/details_10581.html

AD轉換器ADS830E

運放OPA2356

HC05模塊藍牙模塊

其他元件（阻容）BOM下載地址： http://club.szlcsc.com/article/downFile_A56AB46089044642.html。

五、軟件部分的描述

上位機軟件采用VB編寫，示波器通過USB連接電腦。

示波器界面：

 信號源界面：

 頻譜儀界面：

掃評議界面：

安卓版 APP 示波器可以通過藍牙連接手機，用手機測量信號，外出測量妥妥的。

此處附上上位機軟件供大家下載測試：http://club.szlcsc.com/article/downFile_49A1FFDAB86C7484.html。

 

六、視頻演示

視頻里面用一根杜邦線，手拿的測試功能，按道理需要用探頭，大家可以看看啦~

七、總結

1、主要涉及USB 電腦和單片機，單片機和FPGA，以及前端的模擬部分的運放；

2、FPGA有些不良品，懷疑是靜電導致某些引腳壞了；

3、總體來說是焊接問題，調試的時候基本就是這些；有的電腦由于是精簡系統，所以驅動裝不成功。WIN10默認自動驅動很厲害。