數(shù)字分析儀開源項目

描述

您有沒有問過自己 ISP 是否正常工作？或者 PWM 輸出真的正確嗎？一開始我想買一個數(shù)字示波器記錄一些信號的輸出，以了解到底是怎么回事。然后我發(fā)現(xiàn)，有數(shù)字（或邏輯）分析儀，我想，我可以自己編程。這是我的工作成果，希望對您有所幫助。只需按照串行監(jiān)視器（或以下）上的說明進行操作即可享受！

出于測試目的，我包括了一個頻率發(fā)生器，這也有助于測試其他電氣部件。

注意：如果您使用帶有 ATmega48/88/168 的舊板，則需要在源代碼開頭調(diào)整maxSamples變量。

用戶指南

有兩種模式：快速模式和直接模式。

使用 FastMode 時，您需要通過 SerialMonitor 將要記錄的樣本數(shù)發(fā)送到控制器（例如“140”）。之后將記錄并打印此樣本量。每秒可以檢測大約 100, 000 個樣本，但是（由于 SRAM 有限）只能記錄 300 個樣本。

使用 DirectMode 時，每個檢測到的樣本都將直接打印到 SerialMonitor。每秒可以檢測大約 200 個樣本而不會遇到緩沖區(qū)溢出。更快的采樣率將導致緩沖區(qū)溢出并且記錄將自動停止。

要調(diào)用 DirectMode，您需要通過 SerialMonitor 向控制器發(fā)送一個“0”。

可以記錄六個通道（引腳 2 - 7）。要設(shè)置受監(jiān)控的通道，請輸入例如“c245”以觀察引腳 2、4 和 5。輸入引腳在內(nèi)部連接到上拉電阻。不管觀察到多少個通道，可能的可記錄采樣率都不會受到影響。

可以通過向控制器發(fā)送“x”來中止當前記錄。記錄的樣本將被打印出來。

可以在引腳 11 上調(diào)用頻率發(fā)生器。要啟用它，您需要通過 SerialMonitor 發(fā)送例如“f123.456”，其中數(shù)字代表頻率（在本例中為 123.456 Hz）。可以選擇 0.007451 和 8、000、000 Hz 之間的頻率，但不是無限可變的。確切的輸出頻率打印在下面。最大錄音速度（采樣率）不受頻率發(fā)生器的影響。

所有輸入都需要使用“LineFeed”完成（請參閱 SerialMonitor 中的設(shè)置）。例如，您可以將輸出復制到 Microsoft Excel 中以繪制圖表和分析數(shù)字信號。我創(chuàng)建了一個帶有宏的 Excel 文件以從您的剪貼板導入數(shù)據(jù)：DigtialAnalyzer.xlsm （請注意 .xlsm 文件可以防止惡意軟件！檢查 VBA 代碼（Alt + F11）以查看我的文件僅復制剪貼板內(nèi)容到工作表并做一些進一步的計算）。

為串行通信設(shè)置波特率 115、200。

限制

最多可以記錄 100, 000 個樣本/秒。但是，在內(nèi)部 SRAM 內(nèi)存用完之前，總共只能記錄 300 個樣本。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

輸入引腳在內(nèi)部連接到上拉電阻。

該程序使用 Timers1 和 2，禁用 Timer0。因此millis(),micros()和delay()將不起作用。我選擇這樣做是為了使它成為具有最佳性能的最可能的輕量級程序。

Timer1 用于測量輸入信號的時間，預分頻為 8，精度為 0.5us。

Timer2 用于頻率發(fā)生器。其預分頻器根據(jù)所需頻率進行調(diào)整，以達到最接近的可能輸出頻率。對于高于 30.5 Hz 的頻率，PWM 模式 CTC 用于切換輸出引腳 11。這不會使用任何 CPU 性能。對于較慢的頻率，執(zhí)行溢出中斷例程來切換輸出引腳，這不會使用太多 CPU，因為它很少發(fā)生。

展望

我打算擴展 Excel 文件以直接與 Arduino 通信。