“双核”示波器的硬件描述与程序设计

将采样数据转换成显示数据

LCD 显示屏为320×240点阵的图形显示模块，内置RA8803 控制器。模块不仅可以显示单一的文本、图形，而且可以实现双图层的（“或”、“异或”、 “同或”、“与”四种逻辑关系）合成显示。在本示波器中方格线与波形是在不同的层上显示，显示关系为“或”，画方格线的程序见原程序，比较简单就不多说了，这里着重解释一下如何将采样数据转换成显示数据。

显示屏的地址结构见图3，由图可知对显示数据的操作最小单位为字节，因为 ATmega32的内存为2K字节，显示波形的区域为240×240，显示一屏波形所需处理的数据为7.2K，故ATmega32不可能同时处理一屏波形的全部数据，所以将一屏波形按字节分为30列，每次处理一列，处理完后直接显示，然后处理下一列。将AD转换所得的数据作为给LCD显示器写数据的列地址，因为一列数据位240字节，所以定义一个容量为240字节的数组lcd_buffer[240]，lcd_buffer[ ]在初始时数据全为 00H，因为每次对数据的操作至少是一个字节，而每次处理的数据是所显示的一个点，所以对每列数据处理8次，定义一个变量m，在一列数据处理之前将其赋值为m=10000000B，处理该列第1个点时让该点垂直地址所对应的数组中的数据（00H）与m相或，并将结果存入数组，再将变量m右移一位，即 m=01000000B。让第2点垂直地址所对应的数组中的数据与m相或，并将结果存入数组，再将变量m右移一位，即m=00100000B ……这样直到一列数据中的8个点全处理完，重新给m赋值为m=10000000B，然后送显示。为了有较好显示效果，将显示相邻的点用线连接起来，在处理第一个点时预读出第二个点的垂直坐标，与第一个点的垂直坐标进行比较，如果比第一个点的垂直坐标小则从第一个点向第二个点拉线，如果比第一个点的垂直坐标大则从第二个点向第一个点拉线。具体程序如下：

用MCU1频率测量

用ATmega8测量频率使用了其中的两个计数器/定时器。设置TCCR1B=6使16位计数器/定时器T/C1工作在计数器方式，对外部T1（PD5）引脚输入的脉冲信号进行计数（下降沿触发）。

设置TCCR2=15使T/C2工作在CTC模式，内部时钟 1024分频（16M/1024=15.625kHz），设置OCR2=124，使中断时间为(124+1)/15.625=8ms，在低水平扫速时每隔 8ms中断一次，在高水平扫速时通过重新设置TCCR2=14，则每隔2ms中断一次，在这里以低水平扫速时为例，每次T/C2的中断中都首先记录下T /C1寄存器TCNT1当前的计数值，因此前后两次寄存器TCNT1的差值（time1_new-time1_old）或（65536- time1_old+time1_new)就是8ms时间内T1引脚输入的脉冲个数，为了提高测量精度程序对125个8ms内的脉冲个数进行累计，将累计值存入变量freq中，即可知限定时间为1s内有多少个脉冲，这样就将T1脚上的脉冲频率测量出来了，而T1脚上的频率是经过4分频后的，所以真正的频率是将测量的频率的4倍。具体程序如下：

将两个单片机联系起来

将两个单片机联系起来就是实现两个单片机之间的通信，在这里实际就是让MCU1控制MCU2，为了完成这一功能使用SPI通信。

首先介绍一下SPI的通信协议：SPI（串行外设接口）总线系统是一种同步串行外设接口，允许MCU与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换，广泛应用于各种工业控制领域。基于此标准，SPI系统可以直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口。SPI接口通常包含有4根线：串行时钟（SCK）、主机输入/从机输出数据线（MISO）、主机输出/从机输入数据线（MOSI）和低电平有效的从机选择线SS。在从机选择线SS使能的前提下，主机的SCK脉冲将在数据线上传输主/从机的串行数据。主/从机的典型连接图如图4所示。

串行外设接口SPI允许AVR单片机和外设之间进行高速的同步数据传输。AVR单片机SPI的特点如下：全双工，3线同步数据传输，主/从机操作，LSB首先发送或MSB首先发送，7种可编程的比特率，传送中断结束，写碰撞标志检测，可以从闲置模式唤醒。SPI主机-从机的互连如图5所示，系统包括两个移位寄存器和一个主时钟发生器。通过将需要的从机的 SS引脚拉低，主机启动一次通信过程。主机和从机将需要的数据放到相应的移位寄存器，主机在SCK引脚上产生时钟脉冲以交换数据。主机的数据从MOSI移出，从从机MISO移入。从机的数据从MISO移出，从从机MOSI移入。主机通过将从机的SS拉高实现与从机的同步。