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24毕业论文:虚拟示波器的设计与实现(功能模块部分) 24毕业论文:虚拟示波器的设计与实现(功能模块部分)

格式:word 上传:2026-02-14 07:17:03
发生器输出的三角波信号的测量结果如图所示图三角波测量结果三对信号发生器输出的方波信号的测量结果如图所示图方波测量结果四双踪信号的测试结果如图所示图双踪信号测试结果五对函数信号发生器输出电压为是不同频率的正弦信号测量。与示波器测量结果比较如表所示表频率测量结果比较函数信号发生器输出信号数字存储示波器测量结果示波器测量结果种对带宽非常敏感的设备来说是比较理想的选择数据采集模块的芯片采用的芯片是公司的芯片,该芯片是款高速低功耗的位双通道模数转换芯片,最高采样率为,具有较好的动态性能,适数据存储在缓存中,需要显示的时候,将存储器中存储的内容调出。系统硬件电路的主要元器件有信号调理模块中的衰减部分的多路选择器选用了,放大部分的运算放大器选择了,该芯片速度非常快,对于示波器这号范围。然后信号就进入信号采集模块,由把被测模拟信号转换为数字信号,把采集到的数据存储到数据存储器中。根据上位机的指示来发送数据,上位机和下位机的数据传输采用并口传输方式。上位机把接收到的高速数据传输,硬件电路信号流程图如图所示图硬件电路信号流程图数据采集卡工作过程首先被测信号从探头进入电路中,先到信号调理模块进行衰减放大交直流选择,将信号范围变成适合在中进行采集的信存储波形和解决高速变化与相对低速的通信之间的矛盾,必须有高速的大容量数据存储器波形显示处理存储数据处理数据采集高速存储并口通信数据采集存储通信控制高速数据通信,使用并口与上位机系统进行数据采集平台主要完成以下功能模拟信号的前端处理与高速变换,前端处理可以解决示波器量程信号隔离滤波等功能,高速转换器以实时采样的方式工作,在采样状态下高速的实时采样高速大容量数据存储,为了闪烁显示。根据系统的实现方案,给出了系统结构方框图,系统框图如图所示软件系统硬件平台图系统结构框图数据采集卡设计系统主要由两部分组成硬件数据采集平台和上位机测控系统。对比于传统数字示波器,硬件开发上位机虚拟仪器操作面板软件,利用图形用户界面技术,采用了多线程,图形加速,端口驱动等技术。上位机软件部分借助于的强大的图形处理技术,用图像部分重画的方法来实现上位机波形的无基于的高速数据转换接口,来满足系统的双向高速数据传输的要求。硬件电路控制芯片采用芯片,用语言开发采样控制模块上位机接口及外围电路,响应上位机的指令,实现对采样过程的有效控制。用方面的技术支持,硬件方面涉及模拟及数字电路,印刷电路板的实现,软件方面涉及用对的开发,图形界面的程序开发,底层端口的驱动。数据通信方面采用增强并行口协议,在中实现机的虚拟仪器应用软件两部分组成。根据虚拟仪器和传统示波器的特点,提出并设计了个以为数据采集系统为核心,以机为操作平台的数字信号处理系统虚拟存储示波器。系统设计方案虚拟示波器的实现涉及到多概念,推动着传统的测量仪器突破数据处理,表达,传输,存储方面的限制,突破机用的限制,朝着模块化虚拟化网络化的方向发展。第二章系统介绍与总体设计虚拟示波器主要由信号采集板和相应的运行于展性差等不足,以其所具有的灵活方便的功能扩展美观友好的人机界面得心应手的操作优良的性能价格比和用户可自行定义仪器功能等系列优点。在最近几年时间内迅速受到广泛关注。应该认识到,正是虚拟仪器这修改或增减仪器的功能,生成各种不同的仪器面板,最大限度的满足各种测量系统的需要,从而真正体现了软件就是仪器这新概念。虚拟仪器的出现,彻底改变了传统仪器的结构固定,功能单价格昂贵可扩计算机中,套完整的虚拟仪器系统可以包含多个可切换的操作面板。仪器的操作是通过鼠标选中不同的按键和旋钮来完成的。根据实际生产的需要,采用不同的软硬件组合,用户就能在屏幕上定义自己的仪器,通过修改软件来功能,而虚拟仪器完全由用户定义仪器的功能。传统的单台仪器只有块仪器面板,例如示波器只有示波器面板,信号发生器也只有信号发生器的面板。但是,虚拟仪器的面板显示在的屏幕上,以软件的形式存在于传统仪器中的部分硬件被软件所代替,但功能依然存在其二,改变软件即可改变仪碍功能,从而用同套硬件系统可实现多种传统仪器的功能。虚拟仪器对于传统仪器的最大优势是传统的仪器由制造商来定义它的功传统仪器中的部分硬件被软件所代替,但功能依然存在其二,改变软件即可改变仪碍功能,从而用同套硬件系统可实现多种传统仪器的功能。虚拟仪器对于传统仪器的最大优势是传统的仪器由制造商来定义它的功能,而虚拟仪器完全由用户定义仪器的功能。传统的单台仪器只有块仪器面板,例如示波器只有示波器面板,信号发生器也只有信号发生器的面板。但是,虚拟仪器的面板显示在的屏幕上,以软件的形式存在于计算机中,套完整的虚拟仪器系统可以包含多个可切换的操作面板。仪器的操作是通过鼠标选中不同的按键和旋钮来完成的。根据实际生产的需要,采用不同的软硬件组合,用户就能在屏幕上定义自己的仪器,通过修改软件来修改或增减仪器的功能,生成各种不同的仪器面板,最大限度的满足各种测量系统的需要,从而真正体现了软件就是仪器这新概念。虚拟仪器的出现,彻底改变了传统仪器的结构固定,功能单价格昂贵可扩展性差等不足,以其所具有的灵活方便的功能扩展美观友好的人机界面得心应手的操作优良的性能价格比和用户可自行定义仪器功能等系列优点。在最近几年时间内迅速受到广泛关注。应该认识到,正是虚拟仪器这概念,推动着传统的测量仪器突破数据处理,表达,传输,存储方面的限制,突破机用的限制,朝着模块化虚拟化网络化的方向发展。第二章系统介绍与总体设计虚拟示波器主要由信号采集板和相应的运行于机的虚拟仪器应用软件两部分组成。根据虚拟仪器和传统示波器的特点,提出并设计了个以为数据采集系统为核心,以机为操作平台的数字信号处理系统虚拟存储示波器。系统设计方案虚拟示波器的实现涉及到多方面的技术支持,硬件方面涉及模拟及数字电路,印刷电路板的实现,软件方面涉及用对的开发,图形界面的程序开发,底层端口的驱动。数据通信方面采用增强并行口协议,在中实现基于的高速数据转换接口,来满足系统的双向高速数据传输的要求。硬件电路控制芯片采用芯片,用语言开发采样控制模块上位机接口及外围电路,响应上位机的指令,实现对采样过程的有效控制。用开发上位机虚拟仪器操作面板软件,利用图形用户界面技术,采用了多线程,图形加速,端口驱动等技术。上位机软件部分借助于的强大的图形处理技术,用图像部分重画的方法来实现上位机波形的无闪烁显示。根据系统的实现方案,给出了系统结构方框图,系统框图如图所示软件系统硬件平台图系统结构框图数据采集卡设计系统主要由两部分组成硬件数据采集平台和上位机测控系统。对比于传统数字示波器,硬件数据采集平台主要完成以下功能模拟信号的前端处理与高速变换,前端处理可以解决示波器量程信号隔离滤波等功能,高速转换器以实时采样的方式工作,在采样状态下高速的实时采样高速大容量数据存储,为了存储波形和解决高速变化与相对低速的通信之间的矛盾,必须有高速的大容量数据存储器波形显示处理存储数据处理数据采集高速存储并口通信数据采集存储通信控制高速数据通信,使用并口与上位机系统进行高速数据传输,硬件电路信号流程图如图所示图硬件电路信号流程图数据采集卡工作过程首先被测信号从探头进入电路中,先到信号调理模块进行衰减放大交直流选择,将信号范围变成适合在中进行采集的信号范围。然后信号就进入信号采集模块,由把被测模拟信号转换为数字信号,把采集到的数据存储到数据存储器中。根据上位机的指示来发送数据,上位机和下位机的数据传输采用并口传输方式。上位机把接收到的数据存储在缓存中,需要显示的时候,将存储器中存储的内容调出。系统硬件电路的主要元器件有信号调理模块中的衰减部分的多路选择器选用了,放大部分的运算放大器选择了,该芯片速度非常快,对于示波器这种对带宽非常敏感的设备来说是比较理想的选择数据采集模块的芯片采用的芯片是公司的芯片,该芯片是款高速低功耗的位双通道模数转换芯片,最高采样率为,具有较好的动态性能,适于宽带应用。选择公司的作为存储器。这块芯片可靠性高,功耗低,有快速的读获取时间和快速的擦写能力。选取了,存储容量为字节,是款的静态。控制芯片选择了。虚拟示波器示波器软件系统虚拟储示波器采用计算机软件代替传统示波器的些硬件的功能,用计算机的显示器代替传统示波器的物理面板。不使用示波管或荧光屏来显示波形,使用微型计算机来完成信号的处理和波形的显示,利用软件技术在屏幕上设计出方便逼真的仪器面板,操作人员可以通过机显示器上的虚拟仪器面板来控制示波器的工作,完成对各种被测信号的采集与控制分析与处理显示与输出等,由于这些功能均由控制软件实现,所以数字存储示波器软件的开发,是整个设计的重要组成部分。虚拟示波器控制界面的控制按钮包括电压测量调节旋钮,频率测量调节旋钮,通道选择,基准线设置,工具栏,状态栏,菜单栏等。通道通道信号调理单元信号调理单元转换转换数据存储数据存储逻辑控制单元并口缓存器虚拟仪器软件设计方法为了保证虚拟仪器软件具有较高的可靠性和可用性及良好的移植性和兼容性,在进行软件设计时,应按照软件工程学提出的软件设计过程和方法进行,具体的应注意以下几点采用自顶向下的软件设计方法,首先完成软件的需求分析峰峰值信息通道选择的电压档位,频率档位可以通过鼠标单击拖动频率基准线和电压基准线实现电压和频率的测量可以通过调节电压基准线实现显示波形的上下移动波形显示界面如图所示图波形显示界面测试结果在系统安装完毕以后,对函数信号发生器产生的几种信号进行测量,验证其基本功能是否能实现。后为了验证数字存储示波器测量结果的可靠性。利用函数信号发生器产生的多种信号对数字存储示波器做了测试,并且对数字存储示波器测量结果与对同信号
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