基于OpenHarmony + 小凌派RK2206開發(fā)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(yīng)的波形。OpenHarmony實時性較高，穩(wěn)定性好，瑞芯微RK2206芯片接口豐富，OpenHarmony芯片適配穩(wěn)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(shù)文檔，后續(xù)將持續(xù)完善功能和技術(shù)文檔更新。

一、 項目簡介

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

本開發(fā)以瑞芯微RK2206芯片 + OpenHarmony 3.0LTS操作系統(tǒng) + 小凌派-RK2206開發(fā)板為基礎(chǔ)，以模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS1256為采集數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，最后將處理完成的數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換模塊。 ADS1256可以通過SPI進行訪問 的高精度的轉(zhuǎn)換器。

上圖為ADS1256芯片結(jié)構(gòu)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(jīng)常用到。

ADS1256內(nèi)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(shù)，增益以及轉(zhuǎn)換速率。

然后選擇通道0，等待數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(qū)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(xié)議， 或者8位/9位/16位/18位并行連接外部控制器。ST7789V顯示數(shù)據(jù)存儲在片內(nèi)240x320x18 bits內(nèi)存中， 顯示內(nèi)存的讀寫不需要外部時鐘驅(qū)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(fā)板連接如下圖所示：

三、簡易示波器功能的實現(xiàn)

1.峰值檢測

通過查找ad采集的數(shù)據(jù)內(nèi)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，F(xiàn)FT變換的數(shù)據(jù)需要兩部分，實部和虛部，由于變換的是數(shù)據(jù)是AD采集的實數(shù)據(jù)，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(zhuǎn)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(shù)因子所具有的對稱性質(zhì)和周期性質(zhì)，進而求出這些短序列相應(yīng)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(jié)構(gòu)的目的。當N是素數(shù)時，可以將DFT算轉(zhuǎn)化為求循環(huán)卷積，從而更進一步減少乘法次數(shù)，提高速度。

（1）FFT變換函數(shù)

（2）取模運算函數(shù)

（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(xù)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(shù)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(shù)，因為ADS1256采集數(shù)據(jù)后有延時，導致進行FFT變換后所對應(yīng)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(nèi)，進行描點畫圖。

四、心得體會

通過OpenHarmony操作系統(tǒng) + 小凌派-RK2206開發(fā)板進行項目開發(fā)，OpenHarmony的實時性好，穩(wěn)定性高，瑞芯微RK2206芯片接口比較豐富，移植適配穩(wěn)定性較好，整體開發(fā)進度比較順利，開發(fā)的難度都集中在數(shù)據(jù)處理算法上。通過這一次的應(yīng)用開發(fā)，整體上對OpenHarmony和國產(chǎn)芯片開發(fā)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