Осциллограф из Arduino

Двухканальный осциллограф, построенный на базе Arduino. Состоит из софтверной части, которая работает на компе и отображает интерфейс прибора, и программы, которая крутится на Arduino, опрашивает АЦП и передает данные на комп для регистрации и отображения.

Функции осциллографа:

Настраиваемый триггер запуска регистрации
Панорамный просмотр сигнала
Сохранение записанных осциллограмм на диск
Просмотр сохраненных осциллограмм
Работа с несколькими платами Arduino одновременно
Спектральный анализ сигналов с помощью функции БПФ (FFT)
Фильтрация сигналов

// defines for setting and clearing register bits

ifndef cbi

define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))

endif

ifndef sbi

define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))

endif

//

// pins assignment

//

#define BUILTINLED 13

#define PWM_GENERATOR 11

#define ledPin 13 // LED connected to digital pin 13

//

// globals

//

unsigned char triggerVoltage = 0;

unsigned char lastADC = 0;

unsigned char triggered = 0;

unsigned int DataRemaining = 1500;

unsigned char channel=0;

unsigned char numChannels=1;

unsigned char channels[4];

//

// Commands

//

#define CMD_IDLE 0

#define CMD_RESET 175

#define CMD_PING '?'

#define CMD_READ_ADC_TRACE 170

#define CMD_READ_BIN_TRACE 171

void StartAnalogRead(uint8_t pin)

{

// set the analog reference (high two bits of ADMUX) and select the

// channel (low 4 bits). this also sets ADLAR (left-adjust result)

// to 0 (the default).

ADMUX = (DEFAULT << 6) | (pin & 0x07);

ADMUX |= _BV(ADLAR);

#if defined(__AVR_ATmega1280__)

// the MUX5 bit of ADCSRB selects whether we're reading from channels

// 0 to 7 (MUX5 low) or 8 to 15 (MUX5 high).

ADCSRB = (ADCSRB & ~(1 << MUX5)) | (((pin >> 3) & 0x01) << MUX5);

#endif

// without a delay, we seem to read from the wrong channel

//delay(1);

// start the conversion

sbi(ADCSRA, ADSC);

}

uint8_t EndAnalogRead()

{

uint8_t low, high;

// ADSC is cleared when the conversion finishes

while (bit_is_set(ADCSRA, ADSC));

// we have to read ADCL first; doing so locks both ADCL

// and ADCH until ADCH is read. reading ADCL second would

// cause the results of each conversion to be discarded,

// as ADCL and ADCH would be locked when it completed.

uint8_t result = ADCH;

return result;

}

void setup()

{

// set prescale to 16

sbi(ADCSRA,ADPS2) ;

cbi(ADCSRA,ADPS1) ;

cbi(ADCSRA,ADPS0) ;

pinMode( PWM_GENERATOR, OUTPUT );

analogWrite(PWM_GENERATOR, 128);

pinMode( 4, OUTPUT );

pinMode( 5, OUTPUT );

digitalWrite(4, HIGH);

digitalWrite(5, LOW);

//Serial.begin(115200);

Serial.begin(1000000);

for(int i=2;i<8;i++)

{

pinMode(i, INPUT); // sets the digital pin 7 as input

digitalWrite(i, LOW);

}

// Serial.begin(1000000);

// Serial.begin(153600);

// Serial.begin(9600);

}

unsigned char command = 0;

void ProcessSerialCommand( byte in )

{

if ( in == CMD_PING )

{

Serial.write( 79 ) ;

Serial.write( 67 ) ;

Serial.write( triggerVoltage ) ;

Serial.write( DataRemaining>>8 ) ;

Serial.write( DataRemaining&0xff ) ;

for (int i=0;i<2;i++)

{

Serial.write( triggerVoltage ) ;

}

}

else if ( in == CMD_RESET )

{

command = CMD_IDLE;

Serial.write( "OK" ) ;

digitalWrite(ledPin, LOW);

}

else if ( in == CMD_READ_ADC_TRACE )

{

while( Serial.available() < 9);

triggerVoltage = Serial.read();

DataRemaining = Serial.read()<<8;

DataRemaining |= Serial.read();

numChannels = Serial.read();

for (int i=0;i= triggerVoltage) && ( lastADC < triggerVoltage )) || (triggerVoltage == 0) )

{

triggered = 1;

digitalWrite(ledPin, LOW);

}

else

{

lastADC = v;

StartAnalogRead(channels[channel]);

return;

}

}

channel++;

if ( channel == numChannels )

{

channel=0;

DataRemaining--;

if ( DataRemaining == 0 )

{

command = CMD_IDLE;

}

}

Serial.write(v);

StartAnalogRead(channels[channel]);

}

else if ( command == CMD_READ_BIN_TRACE )

{

unsigned char v = PIND>>2; // remove tx/rx lines

Serial.write(v);

DataRemaining--;

if ( DataRemaining == 0 )

{

command = CMD_IDLE;

}

}

}