1.1.2简易数字示波器的发展

测试测量仪器设备在电子工业中占据着重要地位，一方面它为科研研发电子检修提供高效精准的测试测量工具，另一方面它也为基础电子元器件提供了稳定而广阔的市场。本国企业经过了十多年的共同努力，国产中低端示波器占领的市场份额逐年上升并出口到世界各地，打破了跨国企业对数字示波器行业的垄断，对我国用户提供了更多的选择。目前研究生产数字示波器的著名厂家有：美国的安捷伦公司、泰克公司和力科公司[4]。台湾的固维公司，还有国内的江苏绿扬集团，北京普源精电公司和深圳鼎阳科技公司。

由于人们对于示波器的需求不同，从而产生了诸多不同种类的示波器。对于一般电子爱好者和有室外工作要求的人群来说，轻便易携，经济实惠，操作简单，低功耗这些特性才是他们所看重的。以下是几种简易示波器的案列：

①基于STC12C5A60S2单片机[7]和12864点阵液晶屏的简易示波器，价格低廉，功能完整是其优点。但由于只用一片单片机作为微控制器。单片机的扫描速率最快只有400μs；AD采样速率受限，可测信号频率范围只有0~3Khz；12864的操作速率低，屏幕刷新速率低会造成屏幕闪烁等缺陷。

②牟伟华[8]等写的简易存储示波器设计方案。优先创新采用了单片机+CPLD的控制方案，单片机提供良好的人机界面,CPLD实现控制逻辑，设计方案基于CPLD（XilinxXc95216）该设计的优点是比较好的解决了数模混合设计问题，使用cpld作为AD转换电路的控制器能圆满完成AD转换工作。缺点是没有考虑电路本身对于输入信号的干扰，也没考虑不同放大系数引起的误差。

③一种基于STM32的数字示波器[9]。该设计方案基于ARM以STM32为控制核心它最大的优点是体积小、成本低、功耗小、方便携带可以做成手持数字示波器。缺点也很明显：当采样间隔与波形频率不匹配时，得到的波形差；当信号频率大于60KHZ时，不能清晰分辨正弦波；当信号频率大于500KHZ时波形重叠失真；使用刷屏显示时会出现闪屏；测量幅度范围小，为正负3.3V。

数字示波器的指标参数有很多，许多人看着繁多的指标参数无从下手，不知道真正需要关心的是哪些。数字示波器的主要技术指标有带宽、采样速度、存储深度和波形更新速度[5]等。带宽：表示信号的传输能力。为确保测试信号幅度和上升沿的精度，选择的示波器带宽应为被测信号的3~5倍，精确测量要求更高，为被测信号的8~10倍。采样速率和存储深度：采样速率是指在单位时间下，对输入信号采样的速度。在实际测量中，采样速率是个变化的指标，随着扫描时间的变慢，采样速率也相应降低。所以它的实际值取决与时基和存储深度[6]。 

就目前来看，市场上的数字示波器已经实现与计算机互联、共享数据，功能十分强大，但仍然还有各种不足之处，例如体积庞大，重量过重，价格较高、功耗大等，然而功能丰富的数字示波器在很多的场合下，各种复杂功能并不一定能够得到充分使用，特别是对于大学生，电子DIY等群体，繁杂的功能和昂贵的价格显得格格不入。因此研究和设计一种低功耗，价格便宜，适应范围广泛，使用简便、便于携带的数字示波器有十分重要的价值。鉴于这些原因，本论文提出了一种基于TM4C123G平台做成的简易数字示波器的设计方案，这种设计的不足之处也十分明显，如功能单一、精确度和测量带宽低等。

1.2 课题研究目的及意义

目前国产数字存储示波器虽然处在急速发展阶段，但尖端示波器的市场仍然被国外数字存储示波器占据，而且由于其价格昂贵很难普及，这阻碍了我国电子产业的发展。中低端领域中，示波器的简易性和便携性越来越受到重视，因此研究简易示波器有着极为重要的意义。 基于TM4C123G的简易数字示波器设计+电路图+程序代码(3):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_43538.html