基于小凌派RK2206开发板所制作的简易示波器

基于OpenHarmony + 小凌派RK2206开发板制作的简易示波器，实时采集波形，实时计算并实时显示对应的波形。OpenHarmony实时性较高，稳定性好，瑞芯微RK2206芯片接口丰富，OpenHarmony芯片适配稳定性好，做出来的简易示波器效果还不错。本文先做第一期的技术文档，后续将持续完善功能和技术文档更新。

一、 项目简介

本文基于OpenHarmony操作系统 + 小凌派RK2206开发板而做的简易示波器开发。

本开发以瑞芯微RK2206芯片 + OpenHarmony 3.0LTS操作系统 + 小凌派-RK2206开发板为基础，以模数转换芯片ADS1256为采集数据芯片实时采集，然后通过峰值检测和FFT变换算法处理采集数据，最后将处理完成的数据输送到LCD液晶屏上实时显示。

二、模块介绍

1. ADS1256模块

ADS1256是一款 24bit ADC转换模块。 ADS1256可以通过SPI进行访问 的高精度的转换器。

上图为ADS1256芯片结构和引脚图，从图可以看出ADS1256的通道资源比较丰富，可以配置成8个单端ADC通道，也可以配置成4个差分通道。ADS1256的通信接口为串行接口，同时还有4个通用的IO口，不过这四个IO口不经常用到。

ADS1256内部有许多寄存器需要配置，相较于ADS1232用起来要复杂的多。

下面介绍一下ADS1256的初始化。

通过SPI通信配置ADS1256的参数，增益以及转换速率。

然后选择通道0，等待数据转换完成后获取他采集的AD值

2.LCD液晶屏模块

本项目使用的是ST7789V， 用于单片驱动262K色图像TFT-LCD， 包含 720（240*3色） x 320 线输出，可以直接以SPI协议， 或者8位/9位/16位/18位并行连接外部控制器。ST7789V显示数据存储在片内240x320x18 bits内存中， 显示内存的读写不需要外部时钟驱动。

具体接线如下图所示：

其中，LCD液晶屏引脚功能描述，如下表5.3.1所示。

其中，LCD液晶屏与小凌派-RK2206开发板连接如下图所示：

三、简易示波器功能的实现

1.峰值检测

通过查找ad采集的数据内的最大值和最小值，然后相减即得峰峰值。

2.频率检测

通过FFT变换，FFT变换的数据需要两部分，实部和虚部，由于变换的是数据是AD采集的实数据，所以只需将采集的值存入实部，虚部存入零即可。通过变换将时域信号转换到频域，然后通过取模排序，然后计算即可得到频率。他的基本思想是把原始的 N 点序列，依次分解成一系列的短序列。充分利用 DFT 计算式中指数因子所具有的对称性质和周期性质，进而求出这些短序列相应的DFT 并进行适当组合，达到删除重复计算，减少乘法运算和简化结构的目的。当N是素数时，可以将DFT算转化为求循环卷积，从而更进一步减少乘法次数，提高速度。

（1）FFT变换函数

（2）取模运算函数

（3）然后将FFT变换的幅值进行排序，同时也对他们的下标进行了排序，以便后续的计算，即除了直流信号的第一个频率点即为改信号的频率。

4）通过计算即可得到频率，采样点数将采样频率进行平分，通过排序取得的幅值最大的那个点的下标进行相乘即为频率，1.47为补偿系数，因为ADS1256采集数据后有延时，导致进行FFT变换后所对应的幅值最大点的下标前移，导致计算频率时候会偏小。

3.波形显示

通过将采集的幅值进行计算，使最后的值在屏幕大小的范围内，进行描点画图。

四、心得体会

通过OpenHarmony操作系统 + 小凌派-RK2206开发板进行项目开发，OpenHarmony的实时性好，稳定性高，瑞芯微RK2206芯片接口比较丰富，移植适配稳定性较好，整体开发进度比较顺利，开发的难度都集中在数据处理算法上。通过这一次的应用开发，整体上对OpenHarmony和国产芯片开发还是蛮认可的，是一次不错的学习体验，特此记录！

来源：凌智电子