Все больше устройств для радиолюбителя можно сделать на базе ПК. Тем более, что обычные приборы, стоят очень дорого. Поскольку портативный компьютер сегодня есть у каждого — представляем приставку-осциллограф с использованием USB порта ПК, который работает на частоте до 10 кГц ±16V входного напряжения. USB осциллограф использует микроконтроллер PIC18F2550, который позволяет сделать осциллограф компактных размеров, к тому же нет необходимости использовать дополнительный источник питания.
Принципиальная схема usb осциллографа
В основе этого несложного осциллографа USB 2.0-совместимый микроконтроллер Microchip PIC18F2550. Вы также можете использовать IC18F2445 в место PIC18F2550. Технические характеристики микроконтроллера 18F2550:
Программирование
- 1. До 32 Кб флэш-памяти, 2 Кб ОЗУ и 256 байт EEPROM.
- 2. Расширенный набор инструкций (оптимизация ‘C’ компилятор).
- 3. 8х8 (single-cycle multiplier).
- 4. Single-supply последовательного программирования и простота отладки.
USB приемопередатчик
- 1. USB 1.1 и 2.0 от 1.5 Мб/с до 12 Мб/сек
- 2. Равномерная передача данных.
- 3. 1 kB доступа оперативной памяти, которые можно использовать с 32 конечных точек (64 байта каждый).
Генератор и режимы питания
- 1. От внутреннего 31 кГц — внешними 48 МГц с PLL
- 2. Возможно программное переключение между ‘run’ и ‘idle’ в спящих режимах. В спящем режиме ток до 0.1 мкА.
- 3. Широкий диапазон напряжения питания (от 2,0 в до 5,5 в).
Полный набор классических периферийных устройств
- 1. Несколько вход/выход (I/O) портов, четыре таймера с захватом.
- 2. Синхронные и асинхронные расширенные модули.
- 3. Потоковый параллельный порт.
- 4. 10-битный АЦП модуль с 13-канальным мультиплексором.
Печатная плата прибора
Печатная плата для двух-канального осциллографа на базе ПК, показана на рисунке. USB-разъем (CON1) должны быть надежно припаян и закреплён на плате. Он расположен на крайнем правом участке. Два BNC-разъема может быть использованы для входных сигналов для каналов "1" и "2" соответственно. Разъемы могут быть установлены на передней панели корпуса. Производительность осциллографа может быть улучшена путем изменения PIC и его АЦП на более быструю модель. Файлы проекта есть в архиве.
Данный микроконтроллер имеет USB 2.0-совместимый приемопередатчик и его процессор работает со скоростью до 12 MIPS. На схеме показана схема двух-канального осциллографа. Микросхема MCP6S91 — это аналоговый усилитель с программируемым коэффициентом усиления, который хорошо подходит для драйверов аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и аналогового входа для PIC микроконтроллеров. Два усилителя MCP6S91 с программируемым коэффициентом усиления (IC4 и IC5) позволяют выбрать входные диапазоны для каждого из двух каналов, выбрав от 1:1 до 32:1. Они маленькие, дешевые и простые в использовании. Простой трехпроводной последовательный периферийный интерфейс (SPI) позволяет PIC контролировать их через контакты 5, 6 и 7.
Единственным недостатком является то, что эти усилители принимают только положительные по полярности сигналы. Поэтому напряжение смещения усилителей LF353 (IC2A и IC3A) используются по одному для каждого канала ввода. На LF353 выполнен JFET усилитель с внутренней компенсацией входного напряжения смещения, что обеспечивает широкую полосу пропускания, низкие входные токи смещения и смещения токов. Как результат — высокое входное сопротивление и коэффициент ослабления.
Две половинки микросхемы LF353 (IC2B и IC3B) используются чтобы обеспечить низкий импеданс сдвига напряжения (Vref) для программируемых усилителей. Это напряжение должно быть точно настроено двумя 4.7-ком резисторами для точного измерения 2,5 в уровень на входах IC2 и IC3. Так как операционным усилителям LF353 необходимо симметричное напряжение питания, небольшой DC-DC преобразователь напряжения ICL7660 (IC1) используется для этих целей. Микросхему ICL7660 можно заменить на MAX1044.
Программное обеспечение
Программа для микроконтроллера написана на языке "C". MPLAB 8.70 вместе с MPLAB_C18 используется в качестве программного средства разработки. Программное обеспечение можно бесплатно загрузить с веб-сайта www.microchip.com. Все операции инициируются хостом (ПК), который заканчивается на 16 байт команды. Первый байт команды определяет действия. Четыре возможных действия:
- 1. Команда 80h: очищает EEPROM памяти калибровочных
- 2. Команда 81h: принимает параметры, и усиления компенсации ошибок для двух каналов.
- 3. Команда 83h: инициирует калибровку нуля последовательности, первый байт команды определяет действия МК.
- 4. Команда 80h: очищает EEPROM памяти
- 5. Команда 81h: принимает параметры, и усиление компенсации ошибок для двух каналов.
- 6. Команда 83h: инициирует калибровку нуля последовательности из двух каналов.
Установка USB-драйвера
- Подключите осциллограф с USB-кабелем к компьютеру. “Обнаружено новое оборудование-USB2-MiniOscilloscope” — должна отображаться на экране. Обратите внимание: драйвер для этого осциллограф не для windows 7 или vista.
- Теперь вы можете начать процесс установки драйвера. Целью является выбор драйвера (mchpusb.inf) по пути на нужное место. Не позволяйте Windows поставить универсальный драйвер по умолчанию.
- Когда вы закончили с установкой, зайдите в "диспетчер устройств" и проверьте, есть ли USB2-MiniOscilloscope в разделе "другие устройства". В противном случае, повторите шаги 1 и 2.
Originally posted 2019-04-16 10:20:27. Republished by Blog Post Promoter