国家级创新项目-基于Android系统的掌上微型示波器

大学生创新训练项目申请书项目编号 项目名称 基于 Android 系统的掌上微型示波器 项目负责人 联系电话 所在学院 学 号 专业班级 指导教师 E - m a i l 申请日期 9 年 4 月 7 号 起止年月 9 年 6 月至 年 6 月 填 写 说 明、本申请书所列各项内容均须实事求是，认真填写，表达明确严谨，简明扼要、申请人可以是个人，也可为创新团队，首页只填负责人。“项目编号”一栏不填。3、本申请书为大 6 开本（A4），左侧装订成册。可网上下载、自行复印或加页，但格式、内容、大小均须与原件一致。4、负责人所在学院认真审核, 经初评和答辩，签署意见后，将申请书（一式两份）报送湖南大学项目管理办公室。一、 基本情况项目名称基于 Android 系统的掌上微型示波器所属学科学科一级门：工学学科二级类：电子信息类申请金额 元起止年月 9 年 6 月至 年 6 月负责人姓名性别民族出生年月 年 月学号联系电话宅：手机:指导教师联系电话宅：手机:负责人曾经参与科研的情况指导教师承担科研课题情况指导教师对本项目的支持情况项目组主要成员姓 名学号专业班级所在学院项目中的分工主导方向兼硬件部分软件部分兼 UI界面设计硬件和软件部分二、 立项依据（可加页）（一） 项目简介该项目是为了解决高校普遍出现的实验器材不足等问题，我们以 MIC 插孔作为波形传输通道，并在 Android 环境下，以 Java 为语言基础，设计 APP，调用手机 CPU 处理数据，并在 APP 界面上显示。该产品便于携带，使用方便，同时还具有数据共享的功能，极大地促进了学生的主观能动性与实验创新能力。（二） 研究目的随着时代不断地发展，许多高校也不再仅仅局限于书本上的内容，大力支持学生自己动手，用自己课上所学，为自己课后的实验设计提供理论依据，真正做到“将知识化为力量”。在各个大大小小的实验中，示波器肯定是一个不可或缺的实验仪器。然而，仍然有不少学校的实验配置并未达到学生的需求，严重打击了学生的实验积极性和创新能力。故我们意在设计一款基于 Android 的微型示波器 APP，既能满足实验需求，同时，并不需要投入大量的实验成本，达到了促进学生主观能动性的目的。此外，在这个大数据时代，手机更是一个随时随地的信息共享平台，每一份波形数据都能及时分享给他人，满足了时代要求。（三） 研究内容、硬件部分基于方便，易于操作的原则，我们通过观察到 MIC 工作现象，了解到其将外部模拟信号转化为电信号，并且能将信号通过 MIC 线传输到手机内部的工作过程，再通过资料文献，了解到手机 3.5mm 耳机插孔的工作特点，解决了波形与手机之间的信号传输问题；然后，利用手机内置的 ADC 将外部模拟信号转化数字信号，并保存在手机内存中，以备进一步处理。、APP 设计APP 将具有调用手机 CPU 处理数据，显示波形及其基本参数，如幅值、频率、相位等的主要功能，兼有合成数据分析报告，便于后期数据查询以及数据分享的功能。（四） 国、内外研究现状和发展动态一．国内外研究现状 目前国内外已有基于 STM3、FPGA 等芯片作为基础的掌上示波器研究，且已有相关产品。以 STM3 芯片作为主控芯片的掌上示波器，利用 STM3 芯片自带的 AD功能实时识别信号源的电压，并且以一定的采样周期采样电压数据，并按照队列方式储存芯片当中，再通过 4. 英寸的显示屏把波形实时地显示出来，即可完成功能的实现。以 FPGA 芯片为主控芯片的掌上示波器，使用 FPGA 为核心采集模块,以单片机为显示控制核心,以 TFT 彩屏液晶为显示器件，将三总线结构以及控制信号的握手协议作为基础,保证了 FPGA 与单片机通信的有效性和可靠性。这些产品虽然具有体积较小的优势，但是价格昂贵，即使很多学生对于便携示波器有一定的需求，也不愿意为此消费，因此，使用传统的数字示波器仍是各大高校的主流。二．发展动态在当今电子仪器快速更新换代的年代里,数字示波器已凭借着自身的高性能、高精确度等优势得到了普及，特别是在可存储和可进行数值计算方法并且还具有很大的研究和开发价值。因此，...