基于單片機(jī)的示波測試技術(shù)研究

楊宇

（陸軍勤務(wù)學(xué)院，湖北武漢，430035）

0 引言

在設(shè)備的測試和開發(fā)過程中，可能會經(jīng)常出現(xiàn)故障，盲目修改有可能會引入新的錯誤，因此如何高效的對這些錯誤進(jìn)行測試，確保其能夠被調(diào)試通過是設(shè)備開發(fā)中一個極為重要的問題，但是我國的設(shè)備開發(fā)體系還沒有完全的成熟，一些新技術(shù)還沒有得到廣泛的開展，因此我們需要對傳統(tǒng)的開發(fā)模式逐步進(jìn)行改造，將其智能化程度提升，使得其可以在自動控制的情況下，自動地實(shí)現(xiàn)算法的糾錯。我們主要考慮系統(tǒng)的技術(shù)性與先進(jìn)性，利用基于單片機(jī)的示波器來對于設(shè)備的輸出波形進(jìn)行監(jiān)測，同時要加強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，考慮在系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)問題時，能夠讓數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的保存，同時能夠讓數(shù)據(jù)的精確度提升，并且短時間內(nèi)可以恢復(fù)到原始的狀態(tài)，能夠有不錯的抗擾動能力。基于單片機(jī)的示波測試系統(tǒng)是根據(jù)全國范圍內(nèi)的各種生產(chǎn)需求而制定的，因此我們需要根據(jù)不同的情況建立全方位的工業(yè)管理體系。基本的要求是必須設(shè)立相關(guān)的控制設(shè)備，應(yīng)該對于工業(yè)生產(chǎn)的時間地區(qū)進(jìn)行信息的自動存儲。相關(guān)的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動和手動的相互切換以及多方面的高效監(jiān)控，對于一些非常重要的場所應(yīng)該進(jìn)行一對一的控制。這對于自動化加工處理的系統(tǒng)優(yōu)化要求更高，對于系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)性要求也較高，因此其可以方便工作人員使用。

1 基于單片機(jī)的示波測試系統(tǒng)分析

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

單片機(jī)。用STC89C52芯片作為系統(tǒng)核心，采用閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

示波器。示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上，就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)。在被測信號的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖，可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。

由于在整個系統(tǒng)中波形監(jiān)控屬于特別重要的組成，這一系統(tǒng)擁有著特別強(qiáng)的防范能力，波形監(jiān)控系統(tǒng)所具備的及時、直觀、豐富信息內(nèi)容、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)而在比較多場合廣泛得到應(yīng)用。尤其是在最近幾年時間以來迅猛發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)的背景下，那么波形監(jiān)控還會朝著智能分析、高清晰領(lǐng)域發(fā)展。測試平臺的組成是各種設(shè)備資源等系統(tǒng)的磁盤陣列、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施，其職責(zé)就是將安全、可靠、穩(wěn)定、有效數(shù)據(jù)來源提供給綜合管理平臺系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)。主要是指各種類型的安全數(shù)據(jù)交互中間件、關(guān)系數(shù)據(jù)庫等綜合信息資源庫。通過封裝各種類型的安全加密、操作系統(tǒng)、多媒體協(xié)議、數(shù)據(jù)庫，使得所存在的差異得到屏蔽，讓上層應(yīng)用平臺無關(guān)性實(shí)現(xiàn)，將運(yùn)行系統(tǒng)效率與系統(tǒng)兼容性有效提升。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)分析

數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)。A/D轉(zhuǎn)換器具有很多類型，一般采用逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換器。在信號轉(zhuǎn)換的時候，多路模擬信號已經(jīng)同時開始采集狀態(tài)，但是如果在電平變化之后，信號還沒有完成整個轉(zhuǎn)換過程，那么采集的信號就可能會出現(xiàn)邊偏差，為了使得采集信號是準(zhǔn)確的，不出現(xiàn)這種以時間上面的偏差，就需要采用一個保持電路來使得采樣信號能夠保持一段時間，這樣就可以使得最后所采到的信號數(shù)據(jù)還是之前的，這樣信號就不容易出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差，所以為了使得整個系統(tǒng)的測量是準(zhǔn)確的，那么電路的采樣時間應(yīng)該較短，保持時間應(yīng)該是選用比較長的。

RFID技術(shù)。仿真平臺端口擴(kuò)充了大量的通信環(huán)節(jié)與功能，這樣有利于實(shí)現(xiàn)信號的高速傳輸，RFID叫做無線射頻識別技術(shù)，可以在非接觸的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取。RFID技術(shù)是一種比較新的通訊方案，主要是通過脈沖來進(jìn)行檢測帶寬，這樣就可以在很多地方解決無線技術(shù)的傳播困難問題，因?yàn)樗梢杂幂^好的抗干擾能力來進(jìn)行信號的傳輸，同時在信號的傳輸過程中損耗比較小，在短距離過程中可以有效的對于信號進(jìn)行傳輸，最終完成識別，因此這個技術(shù)在短距離的仿真平臺信號傳輸當(dāng)中有著極為重要的意義，同時其損耗比較小，就可以使得檢測設(shè)備是極為準(zhǔn)確的，不易受其他信號的干擾。

2 系統(tǒng)測試注意事項(xiàng)

在測試中可能出現(xiàn)一些沒有事先預(yù)知的問題，要及時的提出，進(jìn)行檢測的修正，問題解決后要繼續(xù)進(jìn)行測試，對于每類問題都要進(jìn)行全面的測試。

對于波形信號要進(jìn)行不確定性的評估，評估方式是十分重要的，它的適用范圍是可觀性較差的情況，就是說在輸入量無法進(jìn)行重復(fù)觀測時需要進(jìn)行的評估方案，因此它的偏差是比較大的，對其進(jìn)行操作時，一定要按照相應(yīng)的說明來進(jìn)行，從其觀測性來對于其控制性進(jìn)行相關(guān)的評估，這樣才能夠更加準(zhǔn)確的得到信號值以及偏差值，能夠更好的進(jìn)行信號的估計，實(shí)現(xiàn)通信的準(zhǔn)確性的提升和不確定度的降低。通過預(yù)先的考慮，可以有效的進(jìn)行不確定度的估計和預(yù)算。在評估當(dāng)中，如果合成度并不高，那么就可能會出現(xiàn)測量值的偏差較大，如果是所取的樣本過少，那么就可能會造成所得到的信號值和實(shí)際值出現(xiàn)較為嚴(yán)重的誤差，那么因子就無法進(jìn)行計算得出，需要在相關(guān)的文獻(xiàn)查找經(jīng)驗(yàn)值來能夠使其更加準(zhǔn)確的被測定出來，使得不確定度的值穩(wěn)定，其有效數(shù)字可以到兩位。根據(jù)實(shí)際場強(qiáng)帶入公式即可運(yùn)算出結(jié)果，讓其綜合評價的可靠性較為顯著。

3 總結(jié)

根據(jù)示波測試技術(shù)來看，當(dāng)前算法蘊(yùn)含著更高程度信息化的條件，但會受到網(wǎng)絡(luò)狀況、存儲情況等諸多因素的制約，針對這樣的情況，該系統(tǒng)的發(fā)展與提升密切聯(lián)系著存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等系統(tǒng)的發(fā)展。使用示波測試技術(shù)可以有效地對于設(shè)備中的問題進(jìn)行解決，有利于實(shí)現(xiàn)高效的開發(fā)，因此我們應(yīng)當(dāng)做好其檢測與優(yōu)化，使其能夠更好地發(fā)展。

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[2]劉高鏁等.單片機(jī)實(shí)用技術(shù)[M] .北京：清華大學(xué)出版社,2004.

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