摘    要
数字示波器作为一种测量仪器，因其具有体积小、可长期贮存波形并具有波形分析处理能力等优点，使得它日益普及。由于目前国外在数字技术方面比国内发达很多，数字存储示波器的大部分市场被国外企业占有。而国内的数字存储示波器的研制处于起步阶段，因此迫切需要加快相关技术的发展。
本文主要介绍了基于单片机STM32控制的、并在Android上进行显示的便携式数字示波器。STM32单片机是一款性价比非常之高的处理器，最高时钟可达72M，完全能满足本设计的要求。Android系统作为一个开放的移动平台，在最近几年发展非常的迅速。在这个Android设备高度普及的时代，如何充分利用它的软硬件资源就显得尤为重要。
采用Android设备作为显示平台，是本设计最大的一个特点。本设计的基本思路是，由单片机对ADC采样到的数据进行处理，再通过蓝牙把波形数据发送到Android设备上进行显示。同时由于Android设备都采用触摸屏，因此示波器的参数可以很方便的通过触摸屏进行设置。本设计采用Android设备取代液晶屏，并使用蓝牙进行数据传输，充分利用了Android设备的硬件资源。其优点是降低了系统开发成本，并大大减小了系统硬件体积，完全实现了本设计小巧便携的设计宗旨。
关键词：数字示波器，STM32，安卓，蓝牙
Abstract
Digital oscilloscope as a measuring instrument, because of its small size, can be stored for a long period waveform and has the advantages of waveform analysis and processing capabilities, makes it increasingly popular. Because of the digital technology than domestic developed many, most of the market for Digital Storage Oscilloscope by foreign enterprises occupy. The development of a digital storage oscilloscope domestic is at the starting stage, so there is an urgent need to speed up the development of related technology.
This paper mainly introduces the STM32 MCU control, and displayed on the Android portable digital oscillograph based on. STM32 micro controller is very high the processor in a price, the highest clock up to 72M, can fully meet the design requirements. The Android system as a mobile platform is an open, development is very rapid in recent years. The Android devices are highly popular era, how to make full use of hardware resources, it is particularly important to.
The Android device as a display platform, is one of the biggest feature of this design. The basic idea of this design is, processed by the micro controller ADC sampled data, then the data is sent to the Android device on the display through Bluetooth. At the same time as Android devices with a touch screen, so the oscilloscope parameters can be set to use the touch screen. This design uses the Android equipment to replace the LCD screen, and data transmission using Bluetooth, full use of Android hardware resources. The utility model has the advantages of reducing the cost of system development, and greatly reduced the volume of system hardware, the full realization of the purpose of the design is compact and portable design.
Key words:  Digital oscilloscope,STM32,Android, Bluetooth
目 录
1 绪论 1
1.1 示波器概述 1
1.2 数字示波器的特点及原理 1
1.3 数字示波器国内外研究状况 2
1.4 Android概述 3
1.5 题目研究背景及意义 4
2 数字示波器原理分析与技术指标 5
2.1 数字示波器的组成原理 5
2.2 数字示波器与模拟示波器相比较 5
2.3 数字示波器技术指标 7
2.3.1 最大采样速率 7
2.3.2 存储宽度 7
2.3.3 分辨率 8
2.3.4 记录长度 8
2.3.5 存储带宽 9
2.3.6 垂直灵敏度及误差 9
2.3.7 扫描速度及误差 10
2.4 采样原理分析 10
2.4.1 实时采样方式的原理 10
2.4.2 等效取样方式的原理 12
3 系统方案论证 13
3.1 系统总体方案设计 13
3.2 数据采集系统 14
3.2.1 波形整形电路方案选择 14
3.2.2 程控放大电路方案选择 15
3.3 数据处理系统 15
3.3.1 触发方案选择 15
3.3.2 峰值测量方案选择 16
3.3.3 测量频率方案选择 16
3.3.4 采样方案选择 17
4 系统硬件电路设计 19
4.1 微控制器电路 19
4.2 电源电路设计 19
4.3 信号采集电路设计 20
4.3.1 A/D转换及FIFO缓存器 20
4.3.2 程控放大电路 21
4.3.3 电平移位电路设计 22
4.3.4 频率测量电路 23
4.4 无线数据传输 24
5 系统软件设计 26
5.1 单片机软件开发环境 26
5.2 主程序设计及流程图 26
5.3 数据处理子程序 27
5.3.1 同步触发的软件实现 27
5.3.2 频率计算原理及流程图 28
5.3.3 测量信号峰峰值 29
6 Android显示平台 31
6.1 Android应用开发环境 31
6.1.1 Android简介 31
6.1.2 开发所需的软件包 31
6.1.3 搭建Android开发环境 31
6.1.4 测试所配的开发环境 32
6.2 Android蓝牙通信设计 33
6.2.1 Android设备中蓝牙模块的使用 34
6.2.2 蓝牙数据通信 35
6.3 Android上绘制波形 36
6.3.1 SurfaceView的使用 36
6.3.2 绘制波形子程序 37
结论 39
参考文献 40
致谢 42
附录 A  实物图 43
附录 B  系统主程序设计源码 44
附录 C  Android蓝牙服务程序设计源码 48