CN206725628U - 便携式多功能电子实验虚拟仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便携式多功能电子实验虚拟仪器，包括移动控制端、主设备、从设备和通信单元，所述主设备和从设备由微处理器控制；所述通信单元包括串口‑无线通信子模块和SPI串口通信子模块；其中，移动控制端和主设备通过WIFI通信子模块建立连接，主设备和从设备通过SPI通信子模块建立连接；所述从设备的输出端设有低压电源模块和信号源模块，从设备的输入端设有示波器模块；本实用新型具有方便、便携、价格低廉且具有多种测量功能的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验仪器，尤其涉及一种便携式多功能电子实验虚拟仪器。
背景技术
近年来便携式示波器为代表的便携式仪器成为实验仪器厂商开发的热点，但是这些便携式仪器要么价格不菲，要么功能单一。并不能完全满足便携式测试的需求。因此，一款适合于学生课外实验和课外科技活动的多功能便携式仪器的研发极有必要。便携式多功能电子实验虚拟仪器主要针对电类专业的基础电子实验，因此仪器的指标并不需要太高，但需要具有方便、便携、价格低廉且具有多种测量功能的特性。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种便于携带使用、且可以提供多种电子实验功能的便携式多功能电子实验虚拟仪器。
技术方案：本实用新型所述的一种便携式多功能电子实验虚拟仪器，包括移动控制端、主设备、从设备和通信单元，所述主设备和从设备由微处理器控制；所述通信单元包括串口-无线通信子模块和SPI串口通信子模块；其中，移动控制端和主设备通过WIFI通信子模块建立连接，主设备和从设备通过SPI通信子模块建立连接；所述从设备的输出端设有低压电源模块和信号源模块，从设备的输入端设有示波器模块。
所述低压电源模块包括稳压电路和数控电位器和正负电压输出端口；所述稳压电路采用可调LM317稳压芯片，所述数控电位器采用AD5241；优选的，所述正负电压范围为1.25～5V和-1.25～-5V。
所述信号源模块包括可编程波形发生器、电压反馈型放大器、运算放大器和第一A/D转换器；优选的，所述可编程波形发生器采用AD9833，所述电压反馈型放大器采用AD8031，所述运算放大器采用OP2604，所述第一A/D转换器采用LTC1590CS。
所述示波器模块包括仪表放大器和第二A/D转换器；优选的，所述仪表放大器采用AD620ARZ，所述第二A/D转换器采用LTC1860；所述示波器模块的最高采样频率为100khz，采样信号峰值最高为5V。
优选的，所述串口-无线通信子模块为Lanvee的W20系列无线通信模块；所述微处理器采用新唐M452LG6AE芯片。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有方便、便携、价格低廉且具有多种测量功能的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为移动控制端软件运行流程图；
图3为本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
如图1所述，一种便携式多功能电子实验虚拟仪器，包括移动控制端1、主设备2、从设备3和通信单元，所述主设备2和从设备3由微处理器控制；所述通信单元包括串口-无线通信子模块和SPI串口通信子模块；其中，移动控制端1和主设备2通过WIFI通信子模块建立连接，主设备2和从设备3通过SPI通信子模块建立连接；所述从设备3的输出端设有低压电源模块4和信号源模块5，从设备3的输入端设有示波器模块6。
低压电源模块4包括稳压电路和数控电位器；信号源模块5包括可编程波形发生器、电压反馈型放大器、运算放大器和第一A/D转换器；示波器模块6包括仪表放大器和第二A/D转换器。在主设备2中，新唐M452LG6AE作为核心控制芯片，与从设备3的通信采用SPI的通信方式；与移动控制端1的通信采用UART-WIFI(串口-无线)通信模块，本实施例中通信模块采用Lanvee的W20系列无线通信模块。
如图2所示为移动控制端软件运行流程图，如图3所示为本实用新型的工作原理图。
本实验虚拟仪器通过串口-无线通信子模块接收来自移动控制端1的数据，获取其中的命令号以及相关参数并存入到对应地址中。仪器内部采用SPI通信，主设备2向从设备3传递获得的命令号与相关参数，每次接收一条完整命令后都会向主设备2返回信息，以此确认数据是否传递成功。同时，从设备3中也设置了自检的程序，在接受到启动命令后，从设备3检查主设备2命令是否发送完全，如果发送完全，功能启动，否则，将返回启动失败信息。
本仪器的输出部分包含低压电压源和信号源两个功能模块，微处理器采用新唐M452LG6AE；其中，信号源部分由可编程波形发生器AD9833、电压反馈型放大器AD8031和运算放大器OP2604组合，为第一A/D转换器LTC1590CS的VREFB端口提供参考电压±5V，经过OP2604放大输出信号源，信号源的峰值最高为5V，信号频率最高为100khz；通过主控芯片M452LG6AE控制AD9833产生所需波形，经过AD8031和OP2604组成的两级放大模块产生峰峰值为10V的信号源，同时主控芯片M452LG6AE也控制LTC1590CS，通过改变的数字量使其输出端输出相应峰峰值的信号源，并且信号源经过OP2604放大，最终获得所需的信号源。
低压电压源部分的稳压电路采用LM317稳压芯片，数控电位器采用AD5241。使用LM317提供一个稳定的电压源，通过主控芯片M452LG6AE改变数控电位器AD5241的阻值来调整电压，获取多种电压，电压源分为正负两端，分别输出正负两种电压，电压范围为1.25～5V和-1.25～-5V。
本仪器的输入部分为虚拟示波器功能模块，同时还能够测量直流电压，电流，该模块同样采用新唐M452LG6AE作为控制核心；从设备在接到启动命令后，输入信号通过仪表放大器AD620ARZ进行放大，再经过第二A/D转换器LTC1860进行信号采集，将采集的结果通过串口通信传输到主设备，最终通过WiFi模块传递到移动控制端。在移动端上对数据进行处理，并且将结果显示到移动端的屏幕上，本仪器的虚拟示波器最高的采样频率为100khz，采样信号峰值最高为5V。
其次，移动控制端可进行WiFi参数设置、便携式仪器功能和参数设置、处理数据等功能；WiFi的通信协议为TCP，预先设置便携式仪器为服务器。用户需要设置移动控制端为客户端，同时设置远程端口号。然后，用户会进入到功能选择界面，选择并进入到对应功能后，用户可以根据相关提示完成对数据的填写或者操作。为了充分利用移动端的数据处理功能，所有的数据处理都将会放到软件中进行，并将处理完成的数据传递到便携式仪器中，或者是将采集到的数据显示到智能移动端的屏幕上。为了方便学生对实验数据的留存，软件还提供了截屏，备注等功能。
Claims (10)
1.一种便携式多功能电子实验虚拟仪器，其特征在于：包括移动控制端(1)、主设备(2)、从设备(3)和通信单元，所述主设备(2)和从设备(3)由微处理器控制；所述通信单元包括串口-无线通信子模块和SPI串口通信子模块；其中，移动控制端(1)和主设备(2)通过WIFI通信子模块建立连接，主设备(2)和从设备(3)通过SPI通信子模块建立连接；所述从设备(3)的输出端设有低压电源模块(4)和信号源模块(5)，从设备(3)的输入端设有示波器模块(6)。
2.根据权利要求1所述的电子实验虚拟仪器，其特征在于：所述低压电源模块(4)包括稳压电路、数控电位器和正负电压输出端口，所述正负电压范围分别为1.25～5V和-1.25～-5V。
3.根据权利要求2所述的电子实验虚拟仪器，其特征在于：所述稳压电路采用可调LM317稳压芯片，所述数控电位器采用AD5241。
4.根据权利要求1所述的电子实验虚拟仪器，其特征在于：所述信号源模块(5)包括可编程波形发生器、电压反馈型放大器、运算放大器和第一A/D转换器。
5.根据权利要求4所述的电子实验虚拟仪器，其特征在于：所述可编程波形发生器采用AD9833，所述电压反馈型放大器采用AD8031，所述运算放大器采用OP2604，所述第一A/D转换器采用LTC1590CS。
6.根据权利要求1所述的电子实验虚拟仪器，其特征在于：所述示波器模块(6)包括仪表放大器和第二A/D转换器。
7.根据权利要求6所述的电子实验虚拟仪器，其特征在于：所述仪表放大器采用AD620ARZ，所述第二A/D转换器采用LTC1860。
8.根据权利要求6所述的电子实验虚拟仪器，其特征在于：所述示波器模块(6)的最高采样频率为100khz，采样信号峰值最高为5V。
9.根据权利要求1所述的电子实验虚拟仪器，其特征在于：所述微处理器采用新唐M452LG6AE芯片。
10.根据权利要求1所述的电子实验虚拟仪器，其特征在于：所述串口-无线通信子模块为Lanvee的W20系列无线通信模块。
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| CN109581017A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-04-05 | 北京宏动科技有限公司 | 多功能数字式瞬态响应测试仪 |
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