解读智能蓝牙虚拟示波器系统整体电路设计

接线图 2023年02月01日 21:09 318 admin

　　在电气检修工作中，有时要用到示波器查看各种电压波形，普通的示波器体积大、笨重，最重要的是没有电气隔离，操作时要注意不能触电。随着单片机等电子技术的发展，以及智能手机的普及，设计一个能和手机配套使用的虚拟示波器，成本低，携带使用都方便。

　　硬件设计电路包括信号预处理、单片机、蓝牙串口模块和电源4部分，电路原理图见图1。

　　解读智能蓝牙虚拟示波器系统整体电路设计第1张

　　图1：蓝牙虚拟示波器电路原理图

　　信号预处理：单片机AD转换电压范围是0~3.3V，为了能测量交流信号，把输入信号地端接RP3调节出的1.65V，这样就能测到-1.65~+1.65V的电压。实际工作中电工测量电压范围从几伏到几百伏，为此加入了电阻降压网络R1、R2、R4、R5、RP1和RP2，这样就能测到60V的电压，再加上个有x10 挡（放大10倍）的示波器探头，最大可测到600V电压。LM358是双运放，接成电压跟随器方式，主要作用是提高输入阻抗，使示波器标入阻抗是1MΩ，否则示波器探头放到x10挡时，测量数值会有偏差。运放还能起到当输入信号过大时，限制输入到单片机的信号幅度，保护单片机的作用。共有2个信号输入端，组成双踪示波器，可以比较2路信号的相位关系。

　　单片机：选用了飞利浦的单片机P89LPC938，是基于80C51内核的低功耗 FLASH单片机，其内部有7.373MHz振荡器、复位电路、8通道10位AD转换器，8K字节Flash程序存储器、768字节RAM数据存储器，这使得外围电路很简洁。为了提高AD转换速度和提高通信波特率的准确程度，使用了外部12MHz晶振。单片机的P2.0（AD07）、P2.1（AD06）接双运放LM358的电压输出，单片机的P1.0（TXD）、P1.1（RXD）接蓝牙模块的串口。

　　蓝牙串口模块主要参数：兼容蓝牙V2.0 规范、CLASS 2 标准，传输距离最大10M，支持SPP 服务（串口）。功能多的蓝牙模块可更改主从设置，默认为从设备，可以和电脑或手机蓝牙连接，还可以更改通信波特率，默认是9600bps，可更改为较大的波特率，如115200bps，加快通信速度。默认配对密码是1234，每次搜索蓝牙模块前先给蓝牙模块上电再搜索，再次搜索时要先把蓝牙模块重新上电，否则可能搜索不到。手机蓝牙和蓝牙串口模块之间的连接，是程序设计的重点，也是难点。这个连接过程就是创建一个蓝牙客户端，分查找设备、查找服务、获得连接URL和建立连接4个主要步骤。

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