前言

本工程复刻的是“立创训练营项目-简易数字示波器”，

首先感谢各位老师的教学和指导，还有讨论群里大佬们的热心帮助~

一、硬件设计

1、重要电路结构-内容整理

模拟前端电路：

输入信号衰减电路

输入信号衰减电路是模拟前端处理电路中的一个重要组成部分，它允许示波器处理不同幅度范围的信号。通过掌握信号衰减电路的工作原理和设计方法，可以确保信号在不失真的情况下被准确测量。

衰减比例的计算：

开关控制：了解如何通过开关（如SW2、SW3）选择不同的衰减档位。在您的例子中，开关2和3接到一起时，信号直接流入后级的电压跟随器电路，没有衰减；而开关2和1接到一起时，信号经过电阻分压网络进行衰减。

信号幅值的测量：掌握如何根据衰减比例计算实际的输入信号幅值。根据您提供的资料，当SW2开关2和3接到一起时，可以测量的输入信号幅值为-1.6V到-5V；当SW2开关2和1接到一起时，可以测量的输入信号幅值为-80V到250V。

电路保护：了解如何利用衰减电路保护示波器的输入端。当不确定输入信号的幅值时，可以先使用高压档位进行测量，如果发现信号在低压档位的测量范围内，再切换到低压档位进行更为精确的测量。

滞回比较器电路：滞回比较器是一种特殊类型的电压比较器，它有两个阈值电压，一个用于触发输出高电平，另一个用于触发输出低电平。这种设计使得电路在输入信号的电压接近这两个阈值时，输出电压不会频繁地在高低电平之间切换，从而提高了电路的抗干扰能力。

2、PCB设计

1. 直线走线原则：尽量保持走线为直线，这样可以减少信号的传播延迟和反射。如果需要拐弯，优先使用135°钝角或圆角，这样可以减少信号的不连续性和电磁干扰。避免使用直角，因为直角走线可能导致信号反射和阻抗不连续。

2. 线宽选择：电源线由于承载较大的电流，因此线宽应该大于信号线，以减少电阻和电压降。在您的项目中，信号线走线宽度为15mil，电源走线为20mil。这样做可以确保电源稳定供应，同时减少信号损耗。

3. 优先使用顶层走线：顶层走线便于观察和维修，当顶层走线遇到障碍时，可以通过过孔连接到底层继续走线。如果底层走线也不通，同样可以通过放置过孔切换回顶层。

4. 地线处理：AGND（模拟地）和GND（数字地）应分别单独覆铜，并在0欧姆电阻处分界。这样做有助于减少模拟和数字部分之间的干扰。覆铜的范围需要根据PCB布局的实际情况进行调整。

5. 消除飞线：覆铜完成后，如果存在未连接的飞线，可以通过在飞线位置放置对应网络的过孔、调整走线位置或者手动接线的方式进行消除。确保所有的网络都已经正确连接。

6. 添加泪滴：走线完成后，可以在“工具”菜单栏选择添加泪滴，这样可以加强焊盘与走线的连接，提高焊接的可靠性。添加泪滴后再进行覆铜操作，如果对走线有移动调整，应使用快捷键Shift+B进行重建覆铜。

二、软件设计

1、主函数

1. 按键扫描处理函数 (Key_Handle(&oscilloscope)): 这行代码调用了一个名为Key_Handle的函数，该函数可能是用来检测和处理用户通过按键输入的指令。oscilloscope可能是一个结构体，包含了示波器的状态信息和配置参数。

2. 数据采集与转换: 当oscilloscope.showbit标志位为1时，表示ADC(模数转换器)已经采集到电压值，程序开始处理这些数据。首先将showbit置为0，重置vpp（峰峰值）为0。 然后，通过一个循环（for(i=0;i<300;i++)），程序从ADC读取原始数据，并将其转换为电压值。这里使用了Get_ADC_Value(i)函数来获取ADC的值，并乘以一个比例因子（3.3f/4096.0f）来得到实际的电压值。然后，使用一个公式(5-(2.0f*adcValue))来计算实际的电压值，并存储在oscilloscope.voltageValue数组中。 同时，程序会更新oscilloscope.vpp，记录采集到的最大电压峰峰值。

3. 触发水平和放大倍数的确定: 程序通过查找voltageValue数组中的值来确定触发位置（Trigger_number），这是为了在屏幕上正确显示波形。如果vpp小于0.3伏特，程序会停止采集数据。 如果vpp大于0.3伏特，程序会计算放大倍数gainFactor，以便在屏幕上以合适的比例显示波形。

4. 波形显示: 在确定触发水平和放大倍数后，程序会显示波形。它通过一个循环显示Trigger_number位置之后的100个数据点。在循环中，它会检查按键是否被按下（KEYD），如果是，则停止数据采集。 然后，根据电压值是否超过median（中间值），程序会计算并存储调整后的电压值voltage。这个调整后的值将用于drawCurve函数，该函数负责在屏幕上绘制波形。

5. 参数显示UI (TFT_ShowUI(&oscilloscope)): 最后，TFT_ShowUI函数被调用来在触摸屏上显示示波器的用户界面，

三、免费打样（划重点٩(๑>◡<๑)۶ ）以及实物测试

实物验证

• 波形显示：在1.8寸TFT屏幕上绘制波形。
• 缩放功能：通过旋钮调整波形的放大与缩小。
• 暂停显示：通过按键控制暂停波形的实时更新。
• 方波输出：能够输出1K、2K、4K等频率的方波信号，并在屏幕上显示。
• 占空比调整：通过按键调整方波的占空比。
• 频率测量：测量并显示输入信号的频率。