基于OpenHarmony + 小凌派RK2206開發板制作的簡易示波器，實時采集波形，實時計算并實時顯示對應的波形。OpenHarmony實時性較高，穩定性好，瑞芯微RK2206芯片接口豐富，OpenHarmony芯片適配穩定性好，做出來的簡易示波器效果還不錯。本文先做第一期的技術文檔，后續將持續完善功能和技術文檔更新。

一、 項目簡介

本文基于OpenHarmony操作系統 + 小凌派RK2206開發板而做的簡易示波器開發。

本開發以瑞芯微RK2206芯片 + OpenHarmony 3.0LTS操作系統 + 小凌派-RK2206開發板為基礎，以模數轉換芯片ADS1256為采集數據芯片實時采集，然后通過峰值檢測和FFT變換算法處理采集數據，最后將處理完成的數據輸送到LCD液晶屏上實時顯示。

二、模塊介紹

1. ADS1256模塊

ADS1256是一款 24bit ADC轉換模塊。 ADS1256可以通過SPI進行訪問 的高精度的轉換器。

上圖為ADS1256芯片結構和引腳圖，從圖可以看出ADS1256的通道資源比較豐富，可以配置成8個單端ADC通道，也可以配置成4個差分通道。ADS1256的通信接口為串行接口，同時還有4個通用的IO口，不過這四個IO口不經常用到。

ADS1256內部有許多寄存器需要配置，相較于ADS1232用起來要復雜的多。

下面介紹一下ADS1256的初始化。

通過SPI通信配置ADS1256的參數，增益以及轉換速率。

然后選擇通道0，等待數據轉換完成后獲取他采集的AD值

2.LCD液晶屏模塊

本項目使用的是ST7789V， 用于單片驅動262K色圖像TFT-LCD， 包含 720（240*3色） x 320 線輸出，可以直接以SPI協議， 或者8位/9位/16位/18位并行連接外部控制器。ST7789V顯示數據存儲在片內240x320x18 bits內存中， 顯示內存的讀寫不需要外部時鐘驅動。

具體接線如下圖所示：

其中，LCD液晶屏引腳功能描述，如下表5.3.1所示。

其中，LCD液晶屏與小凌派-RK2206開發板連接如下圖所示：

三、簡易示波器功能的實現

1.峰值檢測

通過查找ad采集的數據內的最大值和最小值，然后相減即得峰峰值。

2.頻率檢測

通過FFT變換，FFT變換的數據需要兩部分，實部和虛部，由于變換的是數據是AD采集的實數據，所以只需將采集的值存入實部，虛部存入零即可。通過變換將時域信號轉換到頻域，然后通過取模排序，然后計算即可得到頻率。他的基本思想是把原始的 N 點序列，依次分解成一系列的短序列。充分利用 DFT 計算式中指數因子所具有的對稱性質和周期性質，進而求出這些短序列相應的DFT 并進行適當組合，達到刪除重復計算，減少乘法運算和簡化結構的目的。當N是素數時，可以將DFT算轉化為求循環卷積，從而更進一步減少乘法次數，提高速度。

（1）FFT變換函數

（2）取模運算函數

（3）然后將FFT變換的幅值進行排序，同時也對他們的下標進行了排序，以便后續的計算，即除了直流信號的第一個頻率點即為改信號的頻率。

4）通過計算即可得到頻率，采樣點數將采樣頻率進行平分，通過排序取得的幅值最大的那個點的下標進行相乘即為頻率，1.47為補償系數，因為ADS1256采集數據后有延時，導致進行FFT變換后所對應的幅值最大點的下標前移，導致計算頻率時候會偏小。

3.波形顯示

通過將采集的幅值進行計算，使最后的值在屏幕大小的范圍內，進行描點畫圖。

四、心得體會

通過OpenHarmony操作系統 + 小凌派-RK2206開發板進行項目開發，OpenHarmony的實時性好，穩定性高，瑞芯微RK2206芯片接口比較豐富，移植適配穩定性較好，整體開發進度比較順利，開發的難度都集中在數據處理算法上。通過這一次的應用開發，整體上對OpenHarmony和國產芯片開發還是蠻認可的，是一次不錯的學習體驗，特此記錄！

來源：凌智電子