项目背景

      经常使用示波器的朋友都知道，示波器，和示波器上的探头，就像打火机一样，很容易一转眼就没了。显然，在我们公司，这个情况也经常发生，示波器和示波器上的探头、示波器上的两脚电源线，经常会被研发、驻场供应商拿走，一年半载下来，示波器的探头十不存一，现在每天上班8小时，一个小时都是在找仪器，很容易把人气死。

      鱼逝，经过2.5个星期的开发，做出了这款玩具示波器。

材料费用（基础3通道2+1）

• STC32F12K54                                      ¥3.4 
• CH343P                                               ¥3.5
• RS624XQ                                             ¥1.4

• HLK-B0505S                                        ¥2.2
• π122M31                                            ¥1.5
• SMA-KWE                                           ¥1.33
• BNC座子                                              ¥1.48 X 2
• 8种0603电阻                                        ¥0.35（10个） X 8
• 加上其他零零散散                                 ¥10（大约）       

   总计大概30的样子，如果是满配（4+1）的话，要再加五六块钱加两个BNC座子和一个运放，然后得再配一个外壳（或者改电路板，直接4个BNC都加上）

硬件介绍

•  MCU：STC32F12K54  内部IRC振荡器的频率: 48.036MHz（用晶振反而还不太能通信上）  串口波特率6M
  
• USB转串口芯片：CH343P
• 运放：RS624XQ（简简单单做了个放大）
• 1~4通道输入衰减固定为10（板上只有1、2通道，3、4通道为预留外扩），放大倍率档位有1（0~40.96V 分辨率10mV）、3（0~13.65V 分辨率3.3mV）、6（0~6.82V 分辨率1.6mV）、8（0~5.12V 分辨率1.25mV）四挡，只能输入正向电压
• 通道5为差分输入，范围为-20V~+20V，分辨率为10mV
• 使用隔离电源+数据隔离芯片，保护电脑不爆炸
• 使用某宝¥16.5的探头
• 预留了逻辑分析仪的功能，但没有开发，深度不够存不了啥

      MCU：STC32F12K54，使用内部IRC振荡器的频率: 48MHz左右，反复下载调整最后主频在48.036MHz左右时丢包率很低，用晶振倍频到正好48M，很准，反而容易接受不到，主要是单片机接收丢包，发送的时候从来没丢过，有点神奇，波形看了也没啥问题。两个复位按钮，正面一个背面一个，装壳的建议焊背面的，裸奔的焊正面的

      通道1~4放大：使用RS624XQ，简单做了一个放大，也没考虑这么多，可以通过单片机选择量程，3、4通道如果不需要就不用焊接，34通道设计时是搭配外壳，BNC扭到壳上，然后引信到板子上的

      通道5差分放大：使用RS624XQ，简单做了一个差分放大，固定衰减1/10,设计的时候用来测量比较大的交流信号，量程-20~+20V，SMA座子是为了方便我外扩别的东西，有需要的话可以换成别的

      USB转串口：STC32F本身支持USB通信，但我之前使用HID实测可能最快只能达到200K还是300K左右，忘了，一个点是两个字节，最快速度可能在100~150KSa/s左右，所以用了一个CH343做中转，最高6M的速度（CH340是2M），6M波特率可以满足500K的传输速度，所以目前持续采样只能做到250KSa/s

      隔离：使用隔离电源供电，避免测量端地不小心碰到高压。随机带走你或者你的电脑

      BNC输入：输入添加了过压保护，钳位二极管使用一个稳压管，因为我把我手头的管子都装上去试了一次，就这个管子漏电流最小，你们要是有其好的管子也可以换上，如果你测量的电压没有太高的话可以不加这个二极管

                       探头输入固定位x10，电阻9MΩ，和板子上的1MΩ形成1/10的分压，千位不要调到x1，x1档位电阻只有120Ω左右，万一不小心量到一个18V，又没有焊接钳位二极管，那就真的寄了

采样介绍

      本项目采用轮询采样的方式，所以在上位机显示的同一时间刻度的不同通道的点，实际上每个通道回比上一个通道延迟  1/总采样率 的时间，通道内两个点的理论间隔时间为  （1/总采样率）×打开的通道总数。所以实际只能观察比较低频的波形，但对我工作上已经足够了

通信介绍

      本项通信协议遵从部分Modbus-RTU协议，从机地址上电默认为0XAC，支持连读连写，但写寄存器时不回复（怕打乱采样）

      采样回传数据为3000B（16位数据，1500个点）一包，打开的通道会按顺序在指定的采样间隔轮流往包里填充数据，填完3000就发送。

上位机介绍

      首先先要感谢我的好兄弟sdonc，完成了上位机的底层构建，也帮我解决了上层开发的很多问题，然后我再用学了2.5天的C#乱写一通，完成了上位机的基础开发，由于我代码写的稀烂，上位机就不开源了。

      使用上位机最大的好处就是，波形数据都能保存下来！！坏消息是要费点内存，高速模式是11秒需要100M内存

      上位机采用老二刺猿背景，可切换深色和浅色主题

      自动识别下位机并自动连接，连接完成后，可以获取下位机配置，可以通过界面选择开启通道，或者调整通道倍率，高速模式开启时，只能采集打开的且数字最小的通道

      非高速模式会一直按照采样率采集，开启高速模式后，1~4通道要高于量程的1/8才会开始采集一包数据，通道5会在电压大于或者小于零点1V（可调）的时候开始采集一包数据

      输入50KHz 0~5V的正弦波，使用高速测量，对比示波器测量结果，频率差点意思，周期均方根的统计结果还行：

     输入50KHz 0~5V的多音频，使用高速测量，对比示波器测量结果，频率还是差点意思，周期均方根的统计结果还行，但波形已经比较失真：

     输入15KHz 0~5V的多音频，使用高速测量，效果就好一些：

     所以如果要看细节的话基本上只能做到15K以下了，15K以上的话基本上就听个响

     输入15KHz 0~5V 50%方波：

     控台这里可以调整通道的缩放和垂直位置：

     可以将波形导出或者导入，以便观赏：

     可以打开5KHz方波测试信号，用于探头的辅助校正：

     可以微调通道的增益，使用探头测量板上4096mV基准源，测出一段时间的均方根，与理论值比较，算出补偿系数：

     界面使用鼠标滚轮缩放，按住鼠标滚轮平移，波形刷新方向从左到右，但如果使用相机跟随功能时，波形顶到屏幕右边后，会自动整体向左移动，保持最新的波形在最右边，和示波器的滚动功能一样

    遇到不对劲的问题，重启软件，复位下位机就可以了

烧录

      先焊接主芯片那一块，不要焊接别的，根据下图烧录器设置，然后通过预留烧录口把程序先烧录进去，之后就可以使用C口进行下载了

      IRC频率键盘输入48，下载之后尝试使用上位机进行控制，如果丢包严重的话，再下载几次，每次会自动微调主频，直到丢包不高为止

      当调整完主频，确认效果可以的话，以后改程序，需要将“本次下载需要修改硬件选项”的勾去掉，不要再调整之前试好的主频

附件说明

      上位机分两个压缩包（上传单个包不能大于50M），一定要下载完两个，解包001那个才能完整解包，解包好之后，进到目录，找到启动文件发送快捷方式到桌面就好了

最后

      总之这个东西已经满足我的工作需要的，以后基本上是不会有太大改动了，最多就等STC新的芯片出来换个更强的芯片，把速度跑满