SE-DSS 디지털 스토리지 스코프 조립 KIT

2 채널 디지털 스토리지 스코프 KIT
8 수직 축 어테뉴에터
최소 500uS /Div 시간 축
PC 에서 측정화면 디스프레이 및 컨트롤
데모버젼 컴파일러 사용으로 프로그램 변경가능
500uS/Div 시간 축에서 Ch1 과 Ch2 중 1 개 채널 측정 가능
1mS/Div 부터 Ch1, Ch2 동시 측정 가능
PC 의 시리얼 통신포트와 연결사용

SE-DSS 의 동작화면 입니다. sedss.zip 파일을 다운받아 PC 에 설치하거나
sedssvb.zip 소스파일을 다운받아 VisualBASIC6.0 에서 실행합니다.
예제 측정 신호 t01.txt 를 다운받은후 SE-DSS 실행화면에서 "Load"를 클릭하면
아래의 동작화면이 표시됩니다. (SE-DSS 가 연결되지 않아도 됩니다.)

CPU(C8051F007) 은 변환 기판에 납땜되어 있습니다. HEX 파일이 라이팅 되어 있습니다.

오프셋 전압이 LASER로 교정된 FET 고 입력 임피던스 OP-AMP

PC의 Com포트와 RS-232시리얼 데이터 통신 상태를 표시하는 고 휘도 적색 LED

실험에 사용한 시그널 제네레이터(555 를 이용한 삼각파 T, 구형파 Q 발생)

SE-DSS-P 부속품:

1 C8051F007 CPU 모듈, SE-DSS 프로그램 내장 x 1
2 SN74HC595 16 PIN DIP x 2
3 LM411 8 PIN DIP FET입력 OP-AMP x 2
4 NE555 8 PIN DIP 타이머 x 1
5 MAX232 16 PIN DIP x 1
6 MC7805 TO-220 +5V / 1A 레귤레이터 x 1
7 MC78L09 TO-92 -5V / 100mA 레귤레이터 x 1
8 LP2950CZ3.3 TO-92 +3.3V 100mA 레귤레이터 x 1
9 2SC3198 TO-92 NPN 트랜지스터 x 12
10 1N4007 DIODE x 13
11 LED-S-R 5MM 고휘도 투명 RED x 2
12 LED-G 5MM 일반 GREEN x 4
13 LED-R 5MM 일반 RED x 10
14 L390 390uH x 1
15 CAP 220uF/25v 전해 컨덴서 x 1
16 Mono 105 (1 uF) 모노리딕 컨덴서 x 7
17 Cera 104 (0.1 uF) 세라믹 컨덴서 x 6
18 Cera 33P 세라믹 컨덴서 x 2
18 Film 104 PILKOR 275V AC 필름 컨덴서 x 2
19 R 390 W 오랜지, 힌색, 고동, 금 x 12
20 R 2.0 Ohm 빨강, 검정, 금, 금 x 1
21 R 2.2K 빨강, 빨강, 빨강, 금 x 5
22 R 4.7K 노랑, 보라, 빨강, 금 x 3
23 R 6.5M 1% 파랑, 초록, 검정, 노랑, 고동 x 2
24 R 500K 1% 초록, 검정, 검정, 오랜지, 고동 x 6
25 R 100K 1% 고동, 검정, 검정, 오랜지, 고동 x 4
26 R 3M 1% 오랜지, 검정, 검정, 노랑, 고동 x 4
27 R 300K 1% 오랜지, 검정, 검정, 오랜지, 고동 x 2
28 R 1.5M 1% 고동, 초록, 검정, 노랑, 고동 x 2
29 XTAL-22.1184MHz ATS 크리스탈 x 1
30 SEMI-VR 330K PCB용 반고정 VR x 1
31 SEMI-VR 1M PCB용 반고정 VR x 2
32 BOX-S-10P 스트레이트 박스 PCB용 컨넥터 x 1
33 RY-9W-K 릴레이 x 12
34 Header Pin - 8 8 핀 스트레이트 2.54mm 피치 x 4
35 SUPOTER-10-B 볼트형, 10mm 플라스틱 x 4
36 NUT 3mm 넛트 x 5
37 BOLT 3 x 5MM 십자 볼트 x 1
38 4 P Connecter/M 기판용 4 Pin 스트레이트 x 1
39 4 P Connecter/F 케이블 하우징 x 1
40 WIRE-R 단자압착, 30 CM, 빨간색 x 1
41 WIRE-B 단자압착, 30 CM, 검정색 x 1
42 DC-Adapter Jack 기판용 2.1mm 내심 아답터 잭 x 1
43 PIN Socket 1 핀 소켓 x 2
44 SE-DSS-PCB 에폭시 양면 SE-DSS PCB x 1
45 SIG-GEN-PCB 테스트 신호 발생기 PCB x 1
46 BNC PCB 용 BNC 스트레이트 커넥터 x 2
47 DSUB-9S-A DSUB 9 Pin 앵글, PCB용 x 1
48 ST-1-1 테스트 핀 x 2
49 BNC-CLIP BNC 악어클립 케이블 x 2
50 DSUB 9PIN CABLE DSUB 9핀 1.8M 연장 케이블 x 1
51 DC 9V/300mA 내심 2.1mm + 극 아답터 x 1

SE-DSS-P 포함 케이블 아답터 : BNC-악어크립 케이블 2 개,
9핀 DSUB 연장케이블 1 개, 9V / 300 mA DC 아답터(220 V) 1 개

*** 디지털 스토리지 오실로스코프의 제작 ***

SE-DSS 디지털 스토리지 스코프는 SILABS(구 CYGNAL) 프로세서 C8051F007를 사용한 2 채널 파형 측정기 입니다. ADC, Analog 멀티플렉서, 프로그램가능 게인앰프, Timer, DAC 가 프로세서 내부에 모두 내장되어 있으므로 1 칩으로 간단한 멀티채널 디지탈 스토리지 오실로스코프가 구성됩니다. PC에 Serial Port를 연결하여 측정파형을 PC 에서 디스프레이 합니다.시리얼 케이블은 1: 1결선으로 제작합니다. 이 예제는 C8051F007 프로세서의 ADC, PGA, Voltage Reference, DAC, Timer3 를 응용하여 만든 것입니다. 실험에 필요한 파형 발생기는 Timer 로 많이 사용되는 NE555를 발진회로로 구성하여 캐패시터 충방전 파형을 Ch1 에 펄스 출력을 Ch2 에 연결한 것입니다.

수직축 Attenuator

일반 오실로스코프(DSO)와 동일하게 입력 채널의 어테뉴에이터가 있습니다. 최소 입력감도가 25mV /Div ( 1 Div 는 스코프 화면에서 노란색 선 구간)로 일반 DSO 와 같은 수준입니다. C8051F007 프로세서 내부에 프로그래머블 게인 앰프와(PGA) 디지털 값을 아나로그로 변환하는 ADC가 내장되어있어 작은 신호 전압의 AD 변환이 가능합니다. DAC 는 입력전압 레인지에 따른 0V 바이어스 전압 조정 하는 용도로 사용합니다. 바이어스 레벨이란 채널 입력전압이 0V 일때 ADC에서 어느지점을 0V 로 일치하는 가입니다. 변환 가능한 최대 입력전압(일반적으로 Vref이며 C8051F007 프로세서는 2.4V)의 1/2 전압으로 설정합니다. 그래야만 입력전압이 AC 일 때 상하 파형 모두를 디스프레이 하기 때문입니다. 입력전압이 큰 경우에는 문제가 없으나 작아서 증폭을 해야하는 경우는 바이어스 레벨 문제를 고려하여야 합니다. 마이크로 프로세서에 내장된 ADC는 플러스 마이너스 양방향 신호를 모두 받을 수 있는 프로세서는 없습니다. 그러나 디지탈 스코프의 입력은 AC 전압 성분도 측정 가능하여야 하므로 예상되는 마이너스 전압 레벨을 플러스쪽으로 쉬프트 하여야 합니다. 쉬프트하기 위하여 사용하는 전압을 바이어스 전압이라고 합니다. 입력 전압을 증폭하지 않는 경우라면 바이어스 전압은 Vref전압에 1/2 로 설정하면 됩니다. 그러나 입력신호를 2 배 증폭하여야 한다면 바이어스 전압은 Vref 의 1/4 에 설정하여야 합니다. 마찬가지로 4 배 증폭시에는 Vref 에 1/8 에 설정합니다. 이번 실험에서 수직축의 최소 감도 25mV/Div 에서는 입력 게인 앰프의 증폭 게인을 16 배로 설정한 것이며 바이어스 전압은 Vref 의 1/32 로 설정한 것입니다. 바이어스 레벨을 설정한후 CYGNAL 프로세서의 게인앰프를 통과하면 1.2V 로 바이어스 전압을 인가하지 않았을 때와 같은 동일한 바이어스 전압 상태가 됩니다(프로세서 내부에서).PGA 를 통과하여 증폭된 신호를 AD 변환합니다. 다른 1 칩 마이크로 프로세서에도 AD변환기와 DA 변환기는 있지만 프로그램 가능 이득증폭기(PGA)를 내장하고 있는 프로세서는 C8051Fxxx 프로세서 시리즈에만 있습니다.

수평축(Time Base)

CYGNAL 프로세서의 ADC는 변환시간이 매우 작으며 또한 채널 스위칭 타임이 아주 작습니다. 아나로그 입력이 멀티플렉싱 된경우에는 프로세서 내부에 캐패시터 성분에 의하여 입력신호가 작은 시간이지만 남아 있으며 완전히 방전되지 않은 상태에서 다음 채널의 전압을 측정하면 오차가 발생합니다. 즉 1 개의 ADC를 가지고 멀티플렉서에 의하여 Ch1 과 Ch2를 교대로 측정하여 동시에 디스프레이한 것입니다. 이것은 일반 아나로그 스코프에서 Chopper 모드에 해당합니다. 수평축의 기준 시간은 Timer3에서 reload 모드로 동작하여 얻은 것입니다.

시그널 제네레이터

타이머 IC 로 많이 사용되는 NE555를 이용하여 발진회로를 구성한 것입니다. 컨덴서에 충방전되는 삼각파형과 구형파를 테스트 파형으로 이용합니다. 가변저항 330K에 의하여 발진 주파수를 변경할 수 있습니다. 콘덴서 Cx 는 첨부한 1uF (105) 또는 0.1uF (104)를 연결합니다. 다른 값의 컨덴서를 연결해도 됩니다. 두개의 1M 가변저항은 출력전압을 변화할수 있습니다.

PC 인터페이스

SE-DSS 는 측정한 데이터를 ASCII 코드로 변환하여 PC 의 시리얼 포트로 전송합니다. 전송속도는 115,200 BPS 입니다. 데이터가 전송될 때 TxD 에 연결된 고휘도 적색 LED 가 점등됩니다. PC 와는 1: 1 결선 케이블 (DSUB-9 연장선)을 사용합니다. 2,3,5 번만 연결되면 동작합니다.

CPU(C8051F007) 은 변환 기판에 납땜되어 있습니다. HEX 파일이 라이팅 되어 있습니다.

SE-DSS-U 만능 기판형 부속품:

1 C8051F007 CPU 모듈, SE-DSS 프로그램 내장 x 1
2 SN74HC595 16 PIN DIP x 2
3 LM411 8 PIN DIP FET입력 OP-AMP x 2
4 NE555 8 PIN DIP 타이머 x 1
5 MAX232 16 PIN DIP x 1
6 MC7805 TO-220 +5V / 1A 레귤레이터 x 1
7 MC78L09 TO-92 -5V / 100mA 레귤레이터 x 1
8 LP2950CZ3.3 TO-92 +3.3V 100mA 레귤레이터 x 1
9 2SC3198 TO-92 NPN 트랜지스터 x 12
10 1N4007 DIODE x 13
11 LED-S-R 5MM 고휘도 투명 RED x 2
12 LED-G 5MM 일반 GREEN x 4
13 LED-R 5MM 일반 RED x 10
14 L390 390uH x 1
15 CAP 220uF/25v 전해 컨덴서 x 1
16 Mono 105 (1 uF) 모노리딕 컨덴서 x 7
17 Cera 104 (0.1 uF)세라믹 컨덴서 x 6
18 Cera 33P 세라믹 컨덴서 x 2
18 Film 104 PILKOR 275V AC 필름 컨덴서 x 2
19 R 390 W 오랜지, 힌색, 고동, 금 x 12
20 R 2.0 Ohm 빨강, 검정, 금, 금 x 1
21 R 2.2K 빨강, 빨강, 빨강, 금 x 5
22 R 4.7K 노랑, 보라, 빨강, 금 x 3
23 R 6.5M 1% 파랑, 초록, 검정, 노랑, 고동 x 2
24 R 500K 1% 초록, 검정, 검정, 오랜지, 고동 x 6
25 R 100K 1% 고동, 검정, 검정, 오랜지, 고동 x 4
26 R 3M 1% 오랜지, 검정, 검정, 노랑, 고동 x 4
27 R 300K 1% 오랜지, 검정, 검정, 오랜지, 고동 x 2
28 R 1.5M 1% 고동, 초록, 검정, 노랑, 고동 x 2
29 XTAL-22.1184MHz ATS 크리스탈 x 1
30 SEMI-VR 330K PCB용 반고정 VR x 1
31 SEMI-VR 1M PCB용 반고정 VR x 2
32 BOX-S-10P 스트레이트 박스 PCB용 컨넥터 x 1
33 RY-9W-K 릴레이 x 12
34 Header Pin - 8 8 핀 스트레이트 2.54mm 피치 x 4
35 SUPOTER-10-B 볼트형, 10mm 플라스틱 x 4
36 NUT 3mm 넛트 x 5
37 BOLT 3 x 5MM 십자 볼트 x 1
38 4 P Connecter/M 기판용 4 Pin 스트레이트 x 1
39 4 P Connecter/F 케이블 하우징 x 1
40 WIRE-R 단자압착, 30 CM, 빨간색 x 1
41 WIRE-B 단자압착, 30 CM, 검정색 x 1
42 DC-Adapter Jack 기판용 2.1mm 내심 아답터 잭 x 1
43 PIN Socket 1 핀 소켓 x 2
44 55 x 40 FR-1 베크라이트 단면 만능 기판 x 1
45 28 x 28 FR-1 베크라이트 단면 만능 기판 x 1
46 2 P Connecter/M 기판용 4 Pin 스트레이트 x 2
47 2 P Connecter/F 케이블 하우징 x 2
48 3 P Connecter/M 기판용 4 Pin 스트레이트 x 1
49 3 P Connecter/F 케이블 하우징 x 1
50 DSUB-9S DSUB 9 Pin 리드 납땜용 x 1
51 CLIP-RED 악어크립 빨간색 x 2
52 CLIP-BLACK 악어크립 검정색 x 2
53 WIRE-Y 단자압착, 30 CM, 노란색 x 2
54 WIRE-B 단자압착, 30 CM, 검정색 x 2
55 SHIRINK TUBE 수축튜브 1.5x5 MM x 3
56 IC 소켓 16P x 3
57 IC 소켓 8P x 3

SE-DSS-P 에폭시 양면 기판형:
프르브 케이블 2개, 9V /300mA 220V 아답터, 9 Pin시리얼 케이블 포함

SE-DSS-U 만능 기판형:
신호 측정용 악어 크립, 배선 포함
(아답터, 시리얼 케이블은 포함되지 않습니다.)

CPU 모듈(스코프 프로그램 내장):

*** 데모버젼 컴파일러 설치, SE-DSS C 소스프로그램 컴파일 ***

1: Crossware 8051 C 컴파일러 Demo버젼을 PC 에 설치합니다.
2: estudio_demo 폴더 아래에 Projects 폴더를 복사합니다.
이 폴더를 Crossware 가 설치된 곳에 복사합니다.
( 예: C:\estudio_demo\projects )
3: Crossware 컴파일러 사용법은 SE-ICD 와 매뉴얼을 참고합니다.

CPU(C8051F007)에는 HEX 파일이 라이팅 되어 있습니다.

*** 주의 사항 ***

(1) SE-DSS 를 구입하기 전에 PC 에 드라이버 프로그램을 설치하여 예제 측정 신호 t01.txt 을 Load 하여 프로그램 설치 문제가 생기지 않는지 확인해 보시기 바랍니다. PC에 SE-DSS 프로그램 설치시 한글 계정으로 설정된 Windows XP 와 Windows 2000 에서 설치 에러가 나옵니다. 계정이 설정되지 않은 PC 또는 영문 계성을 설정한 PC 에서 정상적으로 설치됩니다. 영문 계정을 새로 만든후 영문계정으로 들어가서 설치하시면 됩니다. 한글 계정에서 설치하기 원하면 PC에 Visual BASIC 6.0 을 설치하시고 공개한 SE-DSS 소스를 Visual BASIC에서 직접 실행하거나 컴파일 하여 설치파일을 만들면 됩니다.

(2) PC 또는 NoteBook 컴퓨터에는 반드시 사용 가능한 시리얼 포트가 있어야 합니다. 시리얼 포트가 없으면 시중에서 USB-Serial 포트 변환 케이블을 구입하여 PC 에 부착하여야 SE-DSS 드라이버 프로그램이 동작합니다. SE-DSS 하드웨어가 없어도 PC에서 시리얼 포트만 인식되면 디스프레이 프로그램은 동작하며 Load 버튼을 클릭하여 예제 측정파형(t01.txt) 을 디스프레이 할 수 있습니다.

(3) SE-DSS 의 최대 측정가능 주파수는 10 KHz 입니다.

(4) SE-DSS 는 트리거 레벨 설정 기능을 지원하지 않습니다. 일반 스코프에서 Free RUN 모드와 유사하게 동작합니다.

(5) 500uS/Div 모드는 Ch1: 또는 Ch2: 중에 한쪽 채널만 측정/디스프레이/저장 가능합니다. 1mS/Div 부터 Ch1:, Ch2: 동시 측정/디스프레이/저장이 가능합니다.

(6) CPU 모듈은 HEX 파일이 라이팅되어 있으며 SE-DSS 동작 시험을 한 것입니다. PCB에 실장 할 때 방향이 바뀌지 않도록 주의하시기 바랍니다.

(7) SE-DSS 의 CPU 프로그램을 수정하려면 SILABS 사의 EC-2 (JTAG DEBUG ADAPTER) 가 필요합니다. ( 가격: 99,000 원 )

(8) SE-DSS 에 CN5 10 핀 BOX 커넥터 는 아무것도 연결하지 않아도 SE-DSS 는 정상 동작합니다. 프로그램의 수정이나 디버깅이 필요할 때 EC-2 (JTAG DEBUG ADAPTER)를 연결하기 위한 커넥터입니다.

(9) SE-DSS-P 와 SE-DSS-U 에는 C8051F007 CPU 모듈이 포함되어 있습니다. HEX 파일이 라이팅된 CPU 모듈만 개별적으로 구입 가능합니다. (가격: 77,000 원)

(10) 교육기관에서 SE-DSS를 마이크로 프로세서 교육용 교재로 채택하기 원하시면 연락 주시기 바랍니다.

자료실:

SE-DSS C 소스 Project 파일

Visual BASIC (Window PC) 소스

Crossware 8051 C 컴파일러 데모버젼

C8051F007 CPU 모듈 헥사파일

SE-DSS 설치파일 (압축을 풀고 setup.exe실행)

Crossware 8051 C 컴파일러 매뉴얼

LF411 데이터

NE555 데이터