ESP32開源示波器基礎(chǔ)知識綜述

該項(xiàng)目由歐洲核子研究組織（CERN）開發(fā)，由于一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)需要大量的精密電壓表，但市場的價(jià)格太貴，所以他們決定自制。

這個就更酷了！?。。“宋话氲谋?，歐洲的實(shí)驗(yàn)室這個儀器要搞好多，但是商用品太貴了，他們就DIY！?。?！牛逼?。。?！原理倒是不復(fù)雜，但是就是可靠性上面太酷了，溫度保護(hù)啥的，牛的很。

用的是這個ADC

這個是一個核心板子

這個是內(nèi)部，大的是FPGA

成品的樣子

f安表

接下來是jlc的一個方案，也可以看看：

1.電源電路 本電路采用兩級LM1117 LDO芯片串聯(lián)組成。第一級將輸入電壓轉(zhuǎn)換為5V輸出；第二級將5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V，從而滿足系統(tǒng)各模塊的供電需求。

2.電壓檢測電路 使用1片LM324運(yùn)放，分別取3路構(gòu)成放大器、衰減器、跟隨器，以適用不同電壓等級輸入。運(yùn)放輸出接入CD4052模擬開關(guān)，用于量程切換。

3.電流檢測電路 電流感應(yīng)放大芯片使用max4080，其放大倍數(shù)為20倍。通過繼電器選取不同采樣電阻 實(shí)現(xiàn)量程切換功能。

4.電阻檢測電路 通過電阻分壓原理實(shí)現(xiàn)電阻測量，通過MOS管選擇不同量程分壓電阻。

這個是有的切換功能

這個是電子開關(guān)

經(jīng)典的三極管電路，和保護(hù)電路

這個是測量電阻的

這個是運(yùn)放緩沖

這個也是一個開源的小玩意兒，有完整的資料我還沒有看。

這個是我們的這次的主角，沒有屏幕版本的萬用表

原理圖

典型連接

PCB布局

基準(zhǔn)電壓 (VREF) 用處很大，并且對高精度信號鏈應(yīng)用而言往往是不可或缺的。這是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)信號鏈包含一個數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換器，如模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 或數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)，用于測量或創(chuàng)建精確的信號。而許多信號鏈應(yīng)用對增益誤 差或噪聲誤差的變化很敏感，所以信號鏈中的基準(zhǔn)輸出電壓通常是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器可用的最精確電壓。

電流鏡？

這個是一個的參考芯片的用法

另外一個

這個參考的位置在這里

ref的引腳這里也有

這個是一個4位的電子開關(guān)來實(shí)現(xiàn)動態(tài)的量程切換，源碼里面有體現(xiàn)

這個繼電器也是這個作用

IO連接在這里

這個是一個雙路的開關(guān)

SGM3157 是一款基于 CMOS 工藝的模擬開關(guān)。具有低功耗、低傳輸延遲和低輸出阻抗的良好特性。

模擬信號和數(shù)字信號的電壓輸出范圍可從 VCC至 GND。Select 輸入端有過壓保護(hù)，允許輸入電壓高過 VCC，最高可 達(dá) 7V 而管腳不會被燒毀。

這個就一目了然了

S2里面有兩個DAC，來控制繼電器

ESP32-S2 系列芯片有 2 個 8 位 DAC 通道，將 2 路數(shù)字信號分別轉(zhuǎn)化為 2 個模擬電壓信號輸出，兩個通道可以獨(dú)立地工作。

DAC 電路由內(nèi)置電阻串和 1 個緩沖器組成。DAC 的參考電壓為 VDD3P3_RTC_IO。

這個我下期分析

這些地方都是電子開關(guān)來動態(tài)的實(shí)現(xiàn)切換

這個是測量電流的，轉(zhuǎn)換成電壓測量

MCP3421采用IIC串行通訊協(xié)議，具有單通道、高精度（最高18bits）、差分輸入 A/D轉(zhuǎn)換器；片上精密基準(zhǔn)參考電壓為2.048V。采用單電源供電（2.7V-5.5V）。

ADC是外置的，靠不上內(nèi)置的蠢東西。

關(guān)于S2的IIC有兩個硬件的

這個是IIC的詳細(xì)結(jié)構(gòu)

寫完就讀

這個源碼里面有iot-solution的代碼，但是我沒有找到

確實(shí)是好用許多

這個是MCP3421封裝好的寫入函數(shù)

這個是量程轉(zhuǎn)換的函數(shù)

這個是電子開關(guān)的引腳

切換的樣子是這樣，高電平觸發(fā)

這個是啥來著，我想不起來了，是rtos中斷里面的一個枚舉

這個是控制按鍵的功能所在

還同步觸發(fā)beep

審核編輯：劉清