数字分析仪开源项目

描述

您有没有问过自己 ISP 是否正常工作？或者 PWM 输出真的正确吗？一开始我想买一个数字示波器记录一些信号的输出，以了解到底是怎么回事。然后我发现，有数字（或逻辑）分析仪，我想，我可以自己编程。这是我的工作成果，希望对您有所帮助。只需按照串行监视器（或以下）上的说明进行操作即可享受！

出于测试目的，我包括了一个频率发生器，这也有助于测试其他电气部件。

注意：如果您使用带有 ATmega48/88/168 的旧板，则需要在源代码开头调整maxSamples变量。

用户指南

有两种模式：快速模式和直接模式。

使用 FastMode 时，您需要通过 SerialMonitor 将要记录的样本数发送到控制器（例如“140”）。之后将记录并打印此样本量。每秒可以检测大约 100, 000 个样本，但是（由于 SRAM 有限）只能记录 300 个样本。

使用 DirectMode 时，每个检测到的样本都将直接打印到 SerialMonitor。每秒可以检测大约 200 个样本而不会遇到缓冲区溢出。更快的采样率将导致缓冲区溢出并且记录将自动停止。

要调用 DirectMode，您需要通过 SerialMonitor 向控制器发送一个“0”。

可以记录六个通道（引脚 2 - 7）。要设置受监控的通道，请输入例如“c245”以观察引脚 2、4 和 5。输入引脚在内部连接到上拉电阻。不管观察到多少个通道，可能的可记录采样率都不会受到影响。

可以通过向控制器发送“x”来中止当前记录。记录的样本将被打印出来。

可以在引脚 11 上调用频率发生器。要启用它，您需要通过 SerialMonitor 发送例如“f123.456”，其中数字代表频率（在本例中为 123.456 Hz）。可以选择 0.007451 和 8、000、000 Hz 之间的频率，但不是无限可变的。确切的输出频率打印在下面。最大录音速度（采样率）不受频率发生器的影响。

所有输入都需要使用“LineFeed”完成（请参阅 SerialMonitor 中的设置）。例如，您可以将输出复制到 Microsoft Excel 中以绘制图表和分析数字信号。我创建了一个带有宏的 Excel 文件以从您的剪贴板导入数据：DigtialAnalyzer.xlsm （请注意 .xlsm 文件可以防止恶意软件！检查 VBA 代码（Alt + F11）以查看我的文件仅复制剪贴板内容到工作表并做一些进一步的计算）。

为串行通信设置波特率 115、200。

限制

最多可以记录 100, 000 个样本/秒。但是，在内部 SRAM 内存用完之前，总共只能记录 300 个样本。

内部结构

输入引脚在内部连接到上拉电阻。

该程序使用 Timers1 和 2，禁用 Timer0。因此millis(),micros()和delay()将不起作用。我选择这样做是为了使它成为具有最佳性能的最可能的轻量级程序。

Timer1 用于测量输入信号的时间，预分频为 8，精度为 0.5us。

Timer2 用于频率发生器。其预分频器根据所需频率进行调整，以达到最接近的可能输出频率。对于高于 30.5 Hz 的频率，PWM 模式 CTC 用于切换输出引脚 11。这不会使用任何 CPU 性能。对于较慢的频率，执行溢出中断例程来切换输出引脚，这不会使用太多 CPU，因为它很少发生。

展望

我打算扩展 Excel 文件以直接与 Arduino 通信。