2 Replies Latest reply on Aug 24, 2020 1:59 PM by MoTa_728816

    A Simple Oscilloscope (CY8CKIT-044) using SerialPlotter

    MoTa_728816

      A while ago, one of my colleagues was missing an oscilloscope during he is working from home.

      Since the required bandwidth was a few KHz, I tried to create one for him, but I could not make it work well.

      (Mainly I could not control the display of SerialPlotter)

       

      Then yesterday, I made a mistake by asking if the students who will take my course starting from tomorrow have access to oscilloscope(s).

      Since they also are going to work (study?) from home, naturally the answer was NO. orz

       

      The remaining time was 1 day and a half.

      Yes, it was a time for another hack! o(^_^)V

       

      少し前にテレワークしている同僚がオシロ欲しいよ~とこぼしていました。

      彼のアプリで必要なバンド幅は数KHz 程度だったので、プログラム書けないかなと試してみたのですが、

      なかなか思うように行きませんでした。(主に SerialPlotter の表示を固定するのが上手くいかず・・・)

       

      そんな中、明日から始まる大学の講習について、誤って昨日、学生さんオシロ使える状態ですよね?と質問してしまったところ

      彼らもテレワークなので、当然ながら回答は NO でした。orz

       

      残された時間は後一日半、さぁ、ハッキングの時間だぜぃ! と思いました。o(^_^)V

       

      IMG_4471.JPG

       

      So the theme of the day is a simple oscilloscope using a CY8CKIT-044 and SrialPlotter as the display.

      Fortunately all the students have a CY8CKIT-044 and USB-Serial Converter.

       

      という訳で、今回のお題は、CY8CKIT-044 と SerialPlotter を使用して簡易オシロをでっち上げること!

      幸い受講生の皆さんには CY8CKIT-044 と USB-Serial コンバータは配布済みでした。

       

      This program uses the UART of KitProg as DATA_OUT for SerialPlot.

      And I added another UART for user interface.

       

      このプログラムでは KitProg 側の UART を SerialPlot 用の DATA_OUT として使用します。

      その為、ユーザーインタフェース用に UART を追加しました。

       

      schematic / 回路図

      001-schematic.JPG

       

      pins / ピンアサイン

      002-pins.JPG

       

      command list / ヘルプメニュー

       

      When program starts, a splash title and prompt appears on the UART terminal.

      Type "help" for command menu.

       

      プログラムを起動すると、簡単なタイトルとプロんぷtが表示されます。

      “help” と入力するとコマンド一覧が表示されます。

       

      003a-help-message.JPG

       

      trig : trigger setting

      trig <ch> <mode> <level> <pos>

       

      <ch> the channel to set trigger

      <mode>  one of "rise", "fall", "level", "none"

      <level> the value checked against the trigger. Currently this is the raw count value of ADC

                  so the value would be 0 ~ 2047 or so.

      <pos> where in the screen placed the trigger point

       

      trig: トリガー設定

      trig <チャネル> <モード> <閾値> <位置>

       

      <チャネル> トリガーを設定するチャネル

      <モード> "rise" (立上がり) "fall" (立下り) "level" (値) "none" (トリガ無し)

      <閾値> トリガを判定の値。現在は ADC の raw カウントをそのまま使用しています、

         その為 0+2047 が有効な値になります。

      <位置> SerialPlotter の画面上左からどのくらいの位置にトリガを配置するかを設定します。

       

      len: Specify the number of data in one screen

      len <value>

      <value> must be 1 ~ 1024、this value must match with the Plot Width of SerialPlotter

       

      len: 一画面のデータ数

      len <数>

      <数> 一画面に表示されるデータ数を指定します。この値は SerialPlotter の Plot Width と合わせてください。

       

      ch: set the number of channels

      ch <number>

      <number> of channels 1 or 2

       

      ch: チャネル数の設定

      ch: <チャネル数>

      <チャネル数> チャネルの数、現ヴァージョンでは 1 ~ 2

       

      offset: set DC offset of a channel

      offset <bias>

      <bias> the value to shift the channel vertically in the SerialPlotter

       

      offset: チャネルの縦位置調整

      offset <バイアス>

      <バイアス> SerialPlotter の画面上で縦に移動させる値

       

      sample: set the interval of sampling

      sample <sample_interval>

      <sample_interval> 1(/sampling freq)  default is 10 us/cycle = 100000.00 Hz = 100kHz

       

      sample: サンプリング間隔の設定

      sampe <サンプル間隔>

      <sample間隔> 1/(サンプリング周波数) デフォルトでは 10us/cycle で 100kHz サンプリングになっています。

       

      run: Run the program / 測定動作の開始または再開

      stop: Stop the program / 測定動作の停止

      sw2 can be used instead of run/stop / sw2 を押すことでも run/stop と同様の動作をさせることができます。

       

      Note: While running, UART input is not working well, so I recommend to use sw2 instead.

      注意:測定動作中は UART からの受信が不安定になりますので、代わりに sw2 を使用してください。

       

      status: show current status / 現在のステータスの表示

      020-status.JPG

       

      single: Single Shot Mode / シングルショットモード

      Measure only 1 screen full data including the trigger point and stop measurements.

      トリガを含む一画面分の測定を行い停止する。

       

      repeat: Repeat Mode / 連続モード

      Repeat measurements.

      測定を複数画面にわたり繰り返す。

       

      interval: set interval between each screen measurement / 測定単位(画面)間の待ち時間

      interva <time>

      <time> : interval between screens in ms. / 画面間の待ち時間 (ms)

       

      pwm: config test pwm signal output / テスト用 pwm 信号の設定

      pwm <period> <compare>

      <period> : period in us / 周期 (us)

      <compare>: duty width / デューティ幅の設定

       

      index: enable/disable an additional sweep signal to check the phase of screen.

      index { 0 | 1 }

      0: hide index signal, only ch number of signals will be generated

      1: show index signal, 0 to num_data sweep signal will be generated

          this is a utitilty function to check if the signal and SerialPlotter screen is in sync

       

      index: 画面の位相確認用のスウィープ信号の発生

      index { 0 | 1 }

      0: スウィープ信号を発生しません。

      1: スウィープ信号を発生します、表示チャネルは指定したチャネル数+1になります。

       

       

      SerialPlotter screen with PWM test signal and signal from a FuncGen program of FRDM-KL25Z

      Note: Trigger Pos is 512 and at the Rising Edge of channel 1 (which is the output of test PWM)

       

      FRDM-KL25Z 上で動作しているファンクジェンとテスト用PWMの出力を観測した SerialPlotter の画面。

      トリガは PWM 出力の上りエッジにかけて、左から 512 ポイントの位置に表示されるように

      設定されています。

      003-serial-plot.JPG

       

      SerialPlotter screen with DE10-Lite FPGA board running simple counter program.

      The clock input is a push switch (KEY1)

       

      ED10-Lite FPGA 基板にて簡単なカウンタプログラムを動作させて場合の SerialPlotter 画面。

      カウンタのクロック入力はプッシュスイッチ (KEY1) になっています。

      IMG_4472.JPG

       

      Upper signal is raw input from the push switch.

      Lower signal is  "debounced" signal of the push switch

       

      上の信号がプッシュスイッチからの生の信号

      下の信号がデバウンスを通した後の信号

      011-debounce-2.JPG

       

      moto

      P.S. As written in the introduction, this is a one day hack. So please do not expect perfect flawless stuff.

      追伸:冒頭にありますように、一日のやっつけ仕事です、間違っても完全・完璧などは期待しないでください。