手把手教你玩轉(zhuǎn)老梁開源示波器2-上手示波器

ID:386442 · 發(fā)表于 2022-10-9 21:38

一、前言

上一章主要圍繞我手一臺一直在用且我覺得性能還比較可以的示波器，講了下市面他的一些常用功能，也算對示波器有了一些基認(rèn)知以及了解了一些他的常見用途。這一章主要以老梁開源示波器為主，從開發(fā)環(huán)境搭建，程序下載和簡單調(diào)試入手，讓這塊示波器板子不借助任何外部設(shè)備（僅需一些導(dǎo)線，下文僅用了一根杜邦線+示波器板子），就可以直接先動起來，幫助一些電子愛好者作為入門級的設(shè)備使用，相信拿到板子的你們應(yīng)該都已經(jīng)迫不及待了。因為拿到的板子程序不統(tǒng)一，這里我們統(tǒng)一下載最新的程序并開始測試。（文中用到的示波器板子可以免費(fèi)領(lǐng)取的哈，不知道怎么領(lǐng)的小伙伴可以進(jìn)群了解，或者留言）

二、開發(fā)環(huán)境搭建

在我們上一章的末尾講了如何下載這個示波器的資料，在這個資料包里可以看到一個《STC32G12K128數(shù)據(jù)手冊-20220921》的文件（STC32G的編程手冊，可以去官網(wǎng)下載最新版本，每個版本更新的內(nèi)容會在手冊最末尾詳細(xì)列出，請注意），首先第一步我們需要在電腦上搭建開發(fā)環(huán)境。從下圖展示的手冊封面我們就可以看到這個STC32G需要用C251的編譯器，所以我們首先得先安裝C251的編譯器才能接著往下（PS:目前stc家的MCU，除了stc32必須要用C251之外，別的型號均可以用C51編譯器）。

2.1、C251安裝

首先我們需要安裝STC32G這顆芯片手冊里推薦的C251編譯器。（PS：很多人可能會說可以用KEIL5或者VScode搭建開發(fā)環(huán)境，因為這些軟件用起來熟悉且方便快捷，但是鑒于官方推薦這個，且官方例程都是以此編寫的，所以我個人強(qiáng)烈建議開發(fā)者尤其是新入門的開發(fā)者一定要按照手冊推薦的來）。這里用到的C251的安裝包可以去官網(wǎng)下載，也可以去群文件下載，安裝步驟參考數(shù)據(jù)手冊(5.1章節(jié))。

這里有一個注意事項，相信很多小伙伴電腦上都裝了KEIL4或者KEIL5，可能大家會好奇，這些軟件會不會對這個C251有影響，手冊里其實(shí)給了答案，具體的內(nèi)容如下所示。這里直接告訴大家答案，不影響，所以不需要卸載那些軟件就可直接用。

看完了上面的注意事項，這里為了大家看起來方便，我把安裝步驟都截圖出來了，具體安裝步驟如下圖所示，希望能對大家有所幫助。

2.2、C251

熟悉KEIL的朋友都知道，這些個軟件都是需要注冊的，辦法和C51基本類似，具體的操作步驟可以去搜索（WIN10務(wù)必使用管理員模式運(yùn)行）

2.3下載軟件下載安裝（可以官網(wǎng)直接下載當(dāng)前版本stc-isp-15xx-v6.90P.zip）

因為這個軟件最近更新速度屬實(shí)太快，這里僅以這個P版本入手，解壓之后直接雙擊.EXE就可以運(yùn)行。打開軟件之后，首先在這里安裝一下驅(qū)動。

如果這一步的安裝出現(xiàn)問題，也先不要著急，可以看一下這個上提到的手冊嘗試一下解決，或者致電官網(wǎng)熱線或者進(jìn)群解決，辦法總比困難多。

2.4添加芯片型號（參考手冊5.2的章節(jié)）

因為這個芯片的型號不是這個KEIL公司旗下的產(chǎn)品，所以默認(rèn)軟件是不帶這個芯片型號，這里我們需要把芯片型號添加進(jìn)去，不然不能編譯下載，具體的實(shí)現(xiàn)過程參考下圖。（不得不說這個導(dǎo)入芯片信號的功能做的還可以。）

做到上一步就表示已經(jīng)成功的安裝了芯片包，如果你還是不確定自己有沒有安裝成功的，可以看一下手冊的5.3的章節(jié)，如果出現(xiàn)下面圖片芯片選擇的步驟，且能看到STC32開頭的的芯片型號，說明你已經(jīng)安裝成功了。

2.5編譯代碼

我們之前下載下來的資料包里有一個現(xiàn)成的代碼，如下圖所示：

編譯器安裝成功之后，我們可以直接雙擊打開這個程序進(jìn)行編譯，看到下圖中的框說明開發(fā)環(huán)境已經(jīng)搭建成功了

三、程序編譯和下載

3.1程序下載和編譯

可能朋友們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，雖然上一章節(jié)最后編譯了一個示波器的代碼，但是那個代碼需要使用硬件的屏幕，根據(jù)資料包中的《STC32位8051開源示波器使用說明.pdf》來說，他需要使用如下的TFT屏幕來實(shí)現(xiàn)，但是我們手邊沒有準(zhǔn)備這個屏幕改怎么辦呢，別說，貼心的STC早就想好了解決辦法。

官方宣傳的時候，就說過這個STC32G或者說這個開源示波器是可以使用USB_CDC來虛擬串口，甚至使用軟件的上位機(jī)來監(jiān)測波形的，咨詢了一下官方，他們就有現(xiàn)成的DEMO程序，可以直接基于這個運(yùn)行，而且開源。那我們先去官網(wǎng)下載最新的usb—CDC的代碼（STC所有的代碼都可以在官網(wǎng)下載，新官網(wǎng)和舊官網(wǎng)總有一個會有的），不想去官網(wǎng)的小伙伴也可以直接附件下載（見附件里得《STC32G12K128-DSO-USB-CDC-PC-480x320-V2-opencode-20220819.ZIP》）。

首先還是和之前一樣，打開這個下載下來的程序，然后直接編譯，出現(xiàn)下圖的樣子表示程序編譯成功。

3.2程序下載

將示波器的板子通過TYPEC連接電腦，板子上一顆電源指示燈亮起，隨后按下P3.2的按鍵不要松開，此時按一下OFF按鈕，隨后松開OFF按鈕，最后在松開P3.2按鈕，然后就可以實(shí)現(xiàn)USB直接下載程序了。（不得不說這個功能很好，可以剩下一個USB轉(zhuǎn)TTL的錢，只需要一根TYPEC的線就可以輕松下載。對后期的批量生產(chǎn)也是一個非常好的助力，且官方提供了很多USB的相關(guān)應(yīng)用，可以快速上手哈哈）

下載軟件上的具體設(shè)置參考下圖，注意如果上述操作沒有問題，在下圖中的數(shù)字2指向的箭頭的框里就會出現(xiàn)“STC USB Writer（HID）”的字眼。

下載成功后會提示如下信息

四、簡單測試

4.1將示波器的板子通過TYPEC的數(shù)據(jù)線連接電腦，然后先將調(diào)試的信息綁定到cdc串口上，具體操作參考下圖

4.2通過下圖所示操作，打開我們的虛擬調(diào)試窗口（示波器的上位機(jī)軟件，可以再這個軟件里看到我們采集到的波形）

4.3打開之后，會彈出一個如下所示的界面，這個界面就是我們示波器的操作界面了，但是此時可以看到軟件的右上角有一個黃色的“脫機(jī)”的字眼，表示我們的板子還沒有鏈接上。

4.4如下圖所示步驟，打開串口

可以看到此時軟件上依然是一條黃色的直線，切界面沒有明顯的變化，但是界面右上角的“脫機(jī)”字眼已經(jīng)變成了綠色的“運(yùn)行”的字眼，表示此時已經(jīng)鏈接成功了，因為此時我們的探頭那里沒有接任何的線，采集到的電壓一直是0V，所以會屏幕中間0V位置出現(xiàn)一條直線。（PS:這個界面內(nèi)右鍵單擊可以打開設(shè)置功能哦~）

這里我們先來介紹一下這個示波器界面上的一些按鈕和功能：

如上圖所示，左上角的兩個按鈕可以調(diào)節(jié)垂直電壓基準(zhǔn)和水平電壓基準(zhǔn)，右邊的運(yùn)行/停止按鈕可以選擇暫停或者啟動，上升沿的按鈕可以單擊切換作為上升沿或者下降沿使用。右下角的四個按鈕可以控制波形整體上下左右的移動。

了解完了示波器的界面，我們可以再回過頭來看看我們手上的板子，板子上自帶了一個正弦波信號輸出端口和方波輸出端口。一個紅色的可調(diào)電容，一個白色的接調(diào)試器的端口（沒有調(diào)試器也不影響正常使用），且他還貼心的預(yù)留了一個示波器采集信號的端口，相信用過示波器的小伙伴都知道示波器一般自帶表筆（如下下圖所示），考慮到很多小伙伴沒有這個表筆，所以特地預(yù)留了一個接口方便我們直接插線使用，下文測試我就是只使用了一根杜邦線完成測試。

為了照顧沒有表筆的小伙伴，這里我只使用杜邦線開始測，首先我們先測試一下方波的功能，杜邦線如下圖連接

此時，我們就可以在界面看到一個如下圖所示的方波（可能波形出現(xiàn)的位置有所區(qū)別，我們可以用界面右下腳的上下按鈕稍作調(diào)節(jié)，一般調(diào)節(jié)到屏幕中間位置比較合適，便于觀察）

其次測試一下正弦波信號，杜邦線如下圖連接

此時我們可以再屏幕看到一個如下圖所示的正弦波。

當(dāng)然示波器只要是電信號都能測量，要想測別的信號也可以把探頭﹢和gnd兩根線接到別的電路里去測量波形了（注意盡量別測太高的電壓，注意安全）。到這里為止，相信屏幕面前的你們已經(jīng)能正常使用這個示波器了，但是為了進(jìn)一步的探究這個示波器的功能

五、進(jìn)階

如上一章節(jié)說的那樣，好的示波器到手一定要先調(diào)節(jié)探頭補(bǔ)償，這里一般用方波去調(diào)節(jié)。

參考上面方波測試的那個接線，在示波器上位機(jī)上顯示方波，將他調(diào)到合適的位置和顯示大小，可以看到他在上升沿的邊緣上明顯存在過補(bǔ)償。再上一章下載到的資料包里，有一個《增加探頭補(bǔ)償電容說明.pdf》的文檔，據(jù)文檔介紹，出現(xiàn)這種問題只需要調(diào)節(jié)板子上的可調(diào)電容就可以解決。

這里我把我把板子上的電容稍稍逆時針旋轉(zhuǎn)了一下，波形就正常了，四四方方的一個方波，具體效果如下：

這個波形有興趣的小伙伴也可以嘗試著根據(jù)上一章的方法嘗試計算一下他的電壓和頻率。