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存储到存储器中 ，这样我们可以随时随意的再从存储器读取数据进行分析，也可以把数据再通过数摸转换器转换成原来的模拟信号，送到普通模拟示波器中进行显示，而存储器中的数据得以保存 ，而不会消失 。
出于以上的考虑，我们借助于数摸和模数转换器，和单片机、存储器组成的系统能对任意波形实现存储和再现。一次性瞬间信号的数据被采集到存储器中存储，如果再反复的存储器中读取数据，送到示波器显示，这样就使随机的非周期信号、瞬间信号，一次性信号，能够在普通模拟示波器显示频目显示稳定的波形。
为了能较简单的实现题目的功能，我们只借助A/D转换器将输入信号进行量化处理后，在液晶显示器上进行显示，并将处理的显示数据存入存储器中，当需要波形再现时，通过单片机控制只需将存储器中的数据取出再次处理，然后再送到液晶显示器上进行显示 。
本设计以AT89C51 单片机为中心、62256为存储器，通过模数转换器，实时采样实现对输入信号的提取，并进行数字化的存储及显示。显示采用MFC-12864液晶显示屏 。
由于待测信号为模拟信号，存储过程为数字方式，故应将模拟信号进行量化处理，然后存储到存储器中，当需要显示的时候，从存储器读出数据，并送往液晶显示器进行显示。因此，设计的重点是模拟信号的处理与采样，数字信号的存储，液晶显示器的显示控制，系统的控制4个方面。 2.2.1系统的控制
控制器是系统中最为重要的器件，也是设计的难点。其中，涉及按键的控制控制，存储器的写入和读取控制，液晶显示器的控制。可以由多种方法实现：一种是单纯的采用单片机，使用单片机控制数据的采样，存储和回放，这种方法实现起来比较简单也在所学课程的范围之内；另一种是采用可编程逻辑器件CPLD或者FPGA，这种方法对ADC采样控制，存储器的操作比较方便，而且速度也比较快，但在人机接口方面的操作就困难一些；还有一种方法是将以上两种方法结合起来，用可编程器件做相应的逻辑电路设计，比如ADC的采样频率，存储器操作等，使用单片机来做人机接口，单片机和CPLD互相协调完成整个系统的功能，这种方法可以发挥出各个器件的长处，有效的完成整个控制系统的设计，但是就目前的学习能力用此方案还不足以将该系统完善并完成设计内容。故最终采取第一种方法单片机直接控制。 2.2.2输入模拟信号的处理
信号的处理主要是对被测输入信号在幅度与偏移方面进行线性处理，使信号在垂直方向上处于A/D转换器的输入范围内。待测模拟信号输入到数字示波器时首先要经过相关的处理才能够送给ADC，因为ADC对输入电压的幅度有一定的要求，一般为0-5V，或者0-2V等 。对于输入的模拟信号 ，要根据不同的垂直灵敏度做出调整，具体说就
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是把小电压信号放大，将大电压信号衰减使之符合ADC的输入电压范围。因此，需要对电压大小不同的信号进行增益调整。通常可以使用增益可调的放大电路。需要注意的是放大电路的增益系数和频带的关系。同时，为防止ADC因输入大的电压信号而烧毁，可以加入限幅电路。处理过的模拟信号需要经过ADC进行量化编码。通常在进行A/D转换之前要加上比较电器，作为模拟电路和数字电路之间的接口电路。 2.2.3数字信号的采集与存储
在数字存储示波器中，模数转换电路在给定采样时钟的节拍下把输入模拟信号转换为离散的数据值 ；A/D转换器始终以最高取样率进行工作。ADC参数的选取需要考虑多方面的因素 ；ADC的取样频率取决于待测信号的频率范围，或者示波器对扫描速度的要求 而ADC的编码位数与垂直分辨率相关。根据这两个条件选择合适的ADC芯片。
波形重组是根据所用的显示器将采集到的离散数字信号进行调整之后，将其在显示器的垂直方向和水平方向重新定位 (与显示屏幕上的像素点对应)，存储到波形存储器中。
数字信号保存到存储器中，RAM的位数须根据ADC的位数来选择，如果ADC为8位输出，那么RAM也应该为8位，超过8位则可以选用16位的RAM。RAM的容量取决于每次采样的采样点数，这和水平分辨率相关。写入RAM的数据来自于ADC，读出之后再经过单片机处理进行波形重组，然后在液晶显示器上进行显示。
综上分析，拟采用一种简单可行的方法，如图1-3所示，直接由单片机控制采样，按键，存储器的读写操作及液晶显接口。
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3 系统硬件电路的设计
3.1单片机及其外围电路
单片机系统主要完成系统的人机接口和对整个系统的控制功能。单片机采用的AT89S52单片机，该芯片内部包含有8KB的可在线编程(ISP)的FLASH程序存储器，256B的RAM，带有看门狗功能。AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K字节在系统可编程Flash存储器。该设备使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业标准的80C51产品指令集和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，也适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高效灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，3个16位定时计数器，1个6向量2级中断结构，1组全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2个软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机停止一切工作，直到下一个中断或硬件复位为止。
由于单片机受到管脚的限制，没有对外专用的地址总线和数据总线，在进行对外扩展存储器或I/O接口时，需要首先扩展对外总线（局部系统总线）。为了完成外部数据存储器（62256），A/D转换器和键盘的扩展,在单片机最小系统的外边加上了74HC573锁存器和74LS138译码器。
在ALE无效期间P0口传送数据，构成数据总线DB。P2口输出地址高8位A15-A8，而地址低8位则在ALE有效时刻，将P0口分时输出的低8位地址值锁存到外部的573锁存器输出，两者结合起来就构成了地址总线AB。如图3-1所示。
系统中的一个三八译码器可产生8个片选信号，由A13，A14，A15分别接到74LS138的A，B，C端，所以地址范围分别是：
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 X X X X A3 A2 A1 A0 X X X X A15 A14 A13 X X X X X /Y0的寻址范围：0000H-1FFFH /Y1的寻址范围：2000H-3FFFH /Y2的寻址范围：4000H-5FFFH /Y3的寻址范围：6000H-7FFFH /Y4的寻址范围：8000H-9FFFH /Y5的寻址范围：A000H-BFFFH /Y6的寻址范围：C000H-DFFFH /Y7的寻址范围：E000H-FFFFH
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这样用一片三八译码器就产生了8个片选的信号，足够A/D转化器和外部按键的扩展。一般在电路的设计中，如果外设比较多，而用一片三八译码器产生的片选信号又不够用，则可以采用二级译码，即再连接两个三八译码器，A12、A11、A10分别和新加的三八译码器的A、B、C相连，第一级的任意两个输出和另外的两个三八译码器的片选端相连。
为了防止程序执行过程中失步或运行紊乱，此处我们采用了上电自动复位，单片机的工作还需要外接晶振产生时钟信号，频率为11.0592MHz。
3-1单片机及外围扩展电路图
3.2信号输入电路单元
3.2.1输入调理电路设计
信号调理主要是对被测输入信号在幅度与偏移方面进行线性处理，使信号在垂直方向上处于A/D转换器的输入范围内。待测模拟信号输入到数字示波器时首先要经过相关的处理才能够送给ADC，因为ADC对输入电压的幅度有一定的要求，一般为0-5V，或者0-2V等。对于输入的模拟信号，要根据不同的垂直灵敏度做出调整，具体说就是把小电压信号放大，将大电压信号衰减使之符合ADC的输入电压范围。因此，需要对电压大小不同的信号进行增益调整。通常在进行A/D转换之前要加上比较电器，作为模拟电路和数字电路之间的接口电路。信号输入的调理电路如图3-2所示。
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图3-2信号输入的调理电路图
3.2.2阻抗变换电路设计 1.方案
设计条件及要求是：输入阻抗要求达到100K?。采用同相电压跟随器，使得输入阻抗在很大程度上得到提高，同时保证输出电压基本等于输入阻抗。 2.芯片选择
因为输入信号的最高频率是1KHz，选择的放大器为UA741CN，常温下带宽可以达到1MHz，可以保证输入信号通过该电压跟随器之后没有任何失真。题目明确要求示波器的输入阻抗大于100K?，设计中可以采用跟随器电路，一方面达到提高输入阻抗的要求，另一方面还可以起到隔离的作用。 电路图如图3-3所示。
图3-3阻抗变换电路图
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