示波器作为一种常用的电子测量仪器,在各行各业都有举足轻重的作用,因此推广使用示波器具有非常重要的意义。在教育界尤其是中小学,很多学校因经费不足,示波器使用的实验只能老师在课堂上讲,学生操作的机会不多,不能满足教学的需求。因此开发一款低成本、具有练习与考试功能的教学示波器显得尤为重要。本研究设计了一款具有练习与考试功能的教学示波器。设计前期研究了教学示波器系统的开发流程,并确定了本文的设计思路：首先进行教学示波器的设计需求分析,然后进行总体方案设计,再详细进行系统的具体功能和性能指标设计,在此基础上,进行硬件模块和软件模块的设计调试,最后完成了本文的教学示波器。其创新点是利用计算机的显示器来显示波形,面板可以像普通示波器一样操作,同时具有练习、考试和评分功能。本研究采用的技术路线是以STM32F103ZET作为主控芯片,Altium Designer Summer软件作为电路图设计工具,Keil uVision4作为下位机程序开发工具,C++ Builder作为软件开发工具来实现教学示波器软件界面设计。完成的主要工作为：硬件模块的设计和调试,软件模块的设计和调试,并最终集成为教学示波器系统。本设计完成的硬件模块主要包括STM32主控芯片电路、信号发生器面板、教学示波器面板；完成的软件模块包括教学示波器界面、出题界面和评分界面。本文的主要研究内容从以下几个部分具体展开：1.研究了示波器的发展历程、示波器的分类和国内外现状,介绍本设计的选题依据和研究意义；2.分析了传统示波器和虚拟示波器的原理和特点,分析了本设计采用虚拟示波器的优势并对设计进行应用分析；3.研究了教学示波器的整体设计流程,分析了具体的性能指标,提出了三种实现方案并确定最终采用的设计方案,确定了要使用的元器件；4.本研究在教学示波器的硬件模块设计时,采用Altium Designer Summer软件完成了主控PCB板的设计,并进行焊接和测试,给出了设计步骤和注意事项。采用Keil uVision4软件编写下位机程序,下位机程序主要实现矩阵键盘数据输入的功能,实现旋钮调节数据的功能。硬件模块最终实现的功能有：STM32系统与计算机软件界面的通信；信号发生器面板实现波形频率的设置,波形类型的选择；教学示波器面板实现聚焦调节、水平位移调节、垂直位移调节、信号衰减调节、扫描范围调节等。5.本研究在进行教学示波器的软件模块设计时,分析了C++ Builder软件的特点和使用的控件,采用C++ Builder软件,进行了教学示波器波形显示界面、出题界面和评分界面设计,实现的功能包括：波形显示功能,教学示波器界面包含调节旋钮和波形显示窗,软件旋钮和硬件面板旋钮位置相对应,波形显示窗显示波形；出题功能,出题界面的题库内包含十道题,每题十分,按题目要求在硬件面板调节波形,点击提交可以解答下一题；评分功能,评分界面可以对完成的答题进行评判,并给出最终得分。教学示波器系统的操作步骤是首先打开软件的串口开关,在信号发生器硬件面板上设置信号的频率和选择波形类型；然后通过操作教学示波器硬件面板,调节软件界面波形的变化。学生可以通过动手实践来熟悉、掌握示波器的使用方法,老师也可以通过出题系统和评分系统了解学生的具体掌握情况。