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#第五届立创电子设计大赛#袖珍USB串口示波器

创建时间:4年前

项目主题:自由主题

视频

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描述

<p>注:<em>为必填项。 【请在报名阶段填写 ↓】 </em>  1、自我/团队介绍 本人为软件工程师,也是业余电子爱好者,在无线传输、智能家居方面有特长。从事物联网软件开发十余年了。 <em>  2、简要介绍项目 1)项目为袖珍USB串口示波器,专门为电子爱好者、维修工程师、现场安装人员准备的小型袖珍示波器。该示波器比火柴盒稍大一点,比名片小的一个电子装置。通过USB接口插到具有OTG功能的手机上取电,用手机屏幕来显示波形。也可以插到电脑的USB口,将电脑屏幕作为示波器屏幕。   它不仅可以采集智能家居设备常用的红外遥控码、无线遥控码以及串口数据的脉冲波形,还可以采集模拟波形比如音频波形。  其 APP软件不仅可以观看波形,还可录制波形,分析波形,识别波形数据。对于模拟波形还可以进行傅里叶变换等计算。 2)采集精度为:模拟量采集的采样率是80KHZ,最小信号电压为0.1mV;脉冲数字量采集是1MHZ(1微秒) 【请在竞赛阶段填写 ↓】 </em>  1、描述项目详情 做智能家居项目,常常要兼容不同厂家的设备通信。比如东家的智能窗帘,西家的智能开关。各家都有自己的通信协议,最简单的兼容方法是发送与它相同的波形。市场常见的数字示波器,大多数只能采集很短时间的波形,要抓到一个波形,常常要两个人配合,重复很多次才能抓到。因此想做一款简单实用,专门用于抓波来分析的袖珍示波器。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/U3gkRBpNS4sw3zX0LOJ9YTBsVtdPm5cUMC35seTR.jpeg" alt="a1.jpg"></p> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/Gp5eFavbjbGoVhYL6qZVg93k53LnPMOgSHa24SCM.jpeg" alt="aa.jpg">     本示波器由前置运算放大器、集AD转换的MCU、USB串口芯片、波形发生器 4大部分组成。 运算放大器采样LM358单电源5V供电的运放芯片,实现120倍的信号放大。考虑到有一些电阻对信号的衰减,两级运放组成1000倍信号放大。 MCU采用STC15W404AS单片机,具有4路10位ADC转换器,转换频率是80KHz。转换后的数据通过串口传到USB转串口芯片 USB转串口芯片采用CH340G,价格低廉,性能稳定。串口波特率采用921600。     为了低成本,本示波器没有用屏幕,利用手机或电脑的屏幕来显示。数据通过USB传到手机,由手机APP来处理并显示数据。目前只开发了安卓手机APP与windows系统的应用软件,暂不支持ios 软件的功能主要有:波形显示,录制波形,时间测量,电压测量,波形识别,比较波形,傅里叶变换,保存波形。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/9JOed8xeUlqcAFTmjYFkUC0WeJtEXuNQ3D4ntXr5.jpeg" alt="bb.jpg"> <em>  2、描述项目所面临的挑战及所解决的问题     项目的难点是APP开发,工作量大,难度大。硬件方面是USB串口数据传送速度的限制。起初是用wifi来传输的,但稳定性不如USB,另外考虑供电问题,最终确定用USB串口芯片,简单也低廉。     第2个难点是信号强度调节问题。不同强度的信号,需要不同的放大倍数。运放的放大倍数固定后,就采用电阻来衰减信号即可。起初我用波段开关来调节,但体积大了,而且APP不知道用户调节到那一档了,无法自动计算电压值。后来我采用CD4051电子开关,软件可以知道当前是哪一档,但致命的问题是小信号不能通过CD4051。最后我想到了双联电位器,一联用来调节信号强度,另一联接VCC,调到不同位置就会输出不同的电压,电压用ADC转换为数字,APP就知道当前电位器调节在什么位置了,也就知道电压衰减系数了,APP就可以自动计算出电压值了。 </em>  3、描述项目硬件、软件部分涉及到的关键点 <em>  4、项目材料清单展示 </em>  5、项目图片上传           5.1、PCB上印制大赛logo图片,若无视为放弃参赛           5.2、项目其它图片 *   6、演示您的项目并录制成视频上传           6.1、视频上传大赛官网           6.2、B站视频标题和链接   团队介绍 <a href="https://www.bilibili.com/video/BV1eT4y1w7P4/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1eT4y1w7P4/</a>   项目介绍 <a href="https://www.bilibili.com/video/BV1Rp4y1Y7TZ/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1Rp4y1Y7TZ/</a>   < span class="colour" style="color: rgb(68, 68, 68);">功能演示&性能测试 < /span><a href="https://www.bilibili.com/video/BV1854y127iL/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1854y127iL/</a>< br> < br> 注意事项:①:视频要求:请横屏拍摄,分辨率不低于1280×720,格式Mp4/Mov,单个视频大小限100M内;②:视频上传:请同步上传至大赛官网和B站(<a href="www.bilibili.com" target="_blank">www.bilibili.com</a>),B站人气TOP10项目将获得1000-5000元现金奖励,其它上传项目获得100元立创商城无门槛券;③:视频标题:第五届立创电子设计大赛:{项目名称}-{视频模块名称};如第五届立创电子设计大赛:《自动驾驶》项目-团队介绍。</p> <p><em>  7、是否首次公开发布           7.1、项目之前是否发表过或获奖,请说明 项目是首次发表。           7.2、若项目是在原有基础上优化,请说明优化部分 </em>  8、开源文档 见附件 *  9、参考文献</p> <p>点击链接了解更多详情:<a href="https://www.szlcsc.com/go/dsxq" target="_blank">https://www.szlcsc.com/go/dsxq</a></p>

文档

Sheet_1

PCB_2020-07-17_21-54-34

BOM

ID Name Designator Footprint Quantity Manufacturer Part Manufacturer Supplier Supplier Part
1 50k RP2 RV0932 1
2 LED-0603_R LED2 LED0603_RED 1
3 22p C9,C10 C0603 2
4 0.1u C8,C3,C5,C6 C0603 4
5 1u C18,C13,C15,C19,C14 C0603 5
6 0.1~1.0u C4 C0603 1
7 0.33u C12 C0603 1
8 0.22u C11 C0603 1
9 0.01u C16 C0603 1
10 LM358 U2 SOP-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 1
11 12MHz X1 HC-49S_L11.4-W4.8 1
12 TSOP4830 LED1 SENSOR-TH_TSOP4X 1
13 AMS1117-3.3 U5 SOT-223_L6.7-W3.5-P2.30-BR 1
14 CH340G U3 SOIC-16_L9.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BR 1
15 立式双联电位器台产 RK097 U4 立式双联电位器(台湾RK097) 1
16 U-F-M5DD-Y-1 USB1 MICRO-USB-SMD_U-F-M5DD-Y-1 1
17 DOSIN-801-0072 RF1 BNC-TH_DOSIN-801-0072 1
18 220U C17,C1,C7 CD10V220UF 3
19 100U C2 CD10V220UF 1
20 HDR-M-2.54_1x4 J1,J2 HDR-M-2.54_1X4 2
21 3.3K R24 R0603 1
22 1K R15,R9,R13,R22,R16,R28 R0603 6
23 2.0K R7 R0603 1
24 750K R6 R0603 1
25 20K R11 R0603 1
26 2.2k R20 R0603 1
27 1M R17 R0603 1
28 2K R21,R12 R0603 2
29 5.6K R23 R0603 1
30 50K R14 R0603 1
31 4.7K R25 R0603 1
32 22K R18,R1,R2 R0603 3
33 33R R31 R0603 1
34 0R R32 R0603 1
35 2k R19 R0603 1
36 10K R3 R0603 1
37 K8-5851E-N1_C134191 SW2 SW-TH_6P-L5.8-W5.8-P2.00-LS4.5-BL 1
38 STC15W404AS_SOP16_JX U1 SOP16_150MIL_JX 1

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评论(14)

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立创电赛 回复
<p>非常棒的设计哦,可以在具体展示下实现了那些指标吗?具备了那些功能?比如示波器的带宽这些。</p>
立创电赛 回复
<p>距提交截止仅剩58天,立即完善项目有机会赢3万元现金大奖、知名创投机构投资意向、名企名校资深评委指导、优秀项目全方位包装宣传机会;更多大赛详情见:<a href="https://diy.szlcsc.com/posts/34f1707c52034835810b0b5719b583bb" target="_blank">https://diy.szlcsc.com/posts/34f1707c52034835810b0b5719b583bb</a></p>
hehanyang 回复
<p>@LCDS 你好。手机或电脑的屏幕是该示波器的屏幕,比真实示波器操作更方便,可以抓录长时间的波形,放大来慢慢分析,解决了一般数字示波器只能抓很短时间波形的问题。尺寸小,便于携带。带宽指标较低,脉冲采集是1MHZ,模拟量采集是80KHz,可以采集115200的串口数据波形,各种无线遥控,红外遥控波形,高保真的音频波形,电源电路的纹波,IC卡波形等。信号强度指标可以从0.1mV到50V可调,信噪比比较高。还有波形输出功能,输出100mV标准1KHZ正弦波,三角波和矩形波。软件具有时间测量,电压测量,波形保存,波形比较,波形数字识别,离散傅里叶变换等功能。</p>
立创电赛 回复
<p>请上传大赛logo标识特写照片</p>
xiaowei0512 回复
<p>那个双联电位器的阻值是多少的</p>
hehanyang 回复
<p>双联电位器阻值是100K</p>
xiaowei0512 回复
<p>APP总是闪退怎么回事</p>
hehanyang 回复
<p>软件是基于安卓4.0编写的,理论上现在新手机的高版本安卓系统是兼容4.0的。如果在你的手机上运行有问题,请用windows软件测试。</p>
hehanyang 回复
<p>有问题可加我微信:124461285,请备注: 咨询USB示波器</p>
xiaowei0512 回复
<p>我用windows软件  插上线后显示端口关闭   是不是程序烧录错了    我买芯片的商家可以帮忙烧录,我就把程序发给他了   烧录的是hex后缀的文件,请问都烧录哪个文件   因为我才开始接触电路   都不懂    只能请教一下</p>
hehanyang 回复
<p>烧录hex文件没有错。你是否在电脑上安装了CH340芯片(USB转串口)的驱动程序?连接USB线后,在设备管理器里面是否可以看到新增加的串口?拔掉后,该串口就没有了?<br/>如果已经安装驱动了,打开软件后,软件自动去尝试连接设备,一个串口一个串口与尝试,直到连接上。<br/>另外,你做的模块是否有问题?有虚焊?</p>
xiaowei0512 回复
<p>CH340的驱动安装了   在设备管理器里面可以看见    晚上我回去再检查一下焊接情况</p>
hehanyang 回复
<p>示波器的windows软件有个小bug,COM口的编号要在COM1~COM9,不支持大于等于10的,如果你的COM口编号大于9了,请手动修改下至COM3~COM9的任何一个。</p>
zzn6737 回复
<p>pcb文件与展示的实物不一样呢?有什么区别吗?</p>
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