【正文】 消鍵、四個方向鍵以及四個功能鍵組成，并且按鍵具有重復(fù)按鍵的功能，當(dāng)按下某一鍵不放時，將重復(fù)響應(yīng)此鍵，操作很方便。 開 始 系統(tǒng)初始化 鍵盤掃描 選擇通道 1， 2或雙蹤 以實時方式工作，并等待鍵盤指令 調(diào)節(jié)x軸分辨率 調(diào)節(jié)y軸分辨率 調(diào)節(jié)觸發(fā)電平 單 次 采 集 singe 執(zhí)行或停止 測峰峰值 Vpp 25 圖 51 系統(tǒng)軟件的總體流程圖 程序從主程序 ()開始執(zhí)行，它會調(diào)用到圖形用戶界面顯示程 ()中的全局函數(shù)用來在屏幕上顯示出窗口，而圖形用戶界面顯示程序中又將調(diào)用繪圖程序 ()的函數(shù)來繪制 DSO所采集到的數(shù)據(jù)波形。在此過程中，并口 I/O程序 ()和控制 DSO的程序 ()將用戶在對話窗中選擇和設(shè)置的信息經(jīng)并口傳給 DSO，轉(zhuǎn)化為 DSO的控制信號，使它能夠按照用戶的要求來工作。文件的控制程序 ()則會對數(shù)據(jù)文件的讀取、保存和輸出進行管理。 另外，數(shù)學(xué)處理程序 ()對軟件顯示 DSO采集的信號做一些數(shù)學(xué)處理；而在整個軟件運行過程中發(fā)生的任何錯誤，則都會調(diào)用錯誤處理程序 ()報錯并進行相應(yīng)地處理。 程序中包含了一個全局的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) scope_data_struct，它含有以下信息： pre trigger： 預(yù)觸發(fā)值 trig_value：觸發(fā)電平值 trig_sel：觸發(fā)源選擇，其值分別表示 0：外觸發(fā) 1：通道 A， 通道 A＆通道 B，通道 A or 通道 B 2：通道 B 3：無 trig_falling：觸發(fā)值比較 O：信號值大 于設(shè)定的觸發(fā)值 l：信號值小于設(shè)定的觸發(fā)值 clock_div： DSO的時鐘信號頻率選擇 scope_mode： DSO通道模式，其值分別表示 0：雙模擬通道模式 l：單模擬通道模式 2： 16位邏輯分析儀模式 3：混合模式 (通道 A為邏輯通道，通道 B為模擬通道 ) data(聯(lián)合 )：數(shù)據(jù) dual channel struct(結(jié)構(gòu) )：雙通道模式的數(shù)據(jù) 26 a[FIFO SIZE]：通道 A的數(shù)據(jù) b[FIFO SIZE]：通道 B的數(shù)據(jù) logic[FIFO_SIZE]： 16位邏輯分析儀模式時的數(shù)據(jù) single_channel[FIFO_SIZE*2]：單通道模式的數(shù)據(jù) 因為 DSO采集到的有關(guān)的信號信息以及用戶設(shè)置的數(shù)據(jù)信息都存放在這個全局結(jié)構(gòu)中，所以對這個結(jié)構(gòu)進行操作，便能實現(xiàn)相關(guān)信息的處理。 DSO控制軟件組成 DSO的 PC控制軟件由八個源程序構(gòu)成 ，下面主要介紹主程序和 圖形用戶界面顯示程序 。 主程序 () 這個程序包括了一個主函數(shù) WinMain()， WinMain()函數(shù)將作為一個初始的入口函數(shù)被系統(tǒng)調(diào)用開始整個程序的執(zhí)行，主要用來完成一些初始化工作，并維護一個消息循環(huán)。主函數(shù)第一個任 務(wù)是建立一個全局變量 hInstance，它是當(dāng)前應(yīng)用程序的一個實例句柄。下一步是初始化數(shù)據(jù)存儲區(qū)域和各個參數(shù)變量。完成這些工作以后，調(diào)用圖形用戶界面顯示程序 Show_Gui()，用來在屏幕上顯示出用戶窗口界面，并開始消息的循環(huán)和相應(yīng)處理。 WinMain()中還 調(diào)用了全局函數(shù) Quit()，它能夠在程序執(zhí)行時的任何點被調(diào)用，功能是關(guān)閉所有的文件，并停止消息循環(huán)后退出。當(dāng) WinMain()接收到 WM_QUIT消息時，即終止消息循環(huán)，退出應(yīng)用程序，返回一個退出值；如果該函數(shù)在進入消息循環(huán)之前 就終止了，那么返回值零。主程序的具體流程見圖 51所示 。 圖 51 主程序的流程 圖 圖形用戶界面顯示程序 () 建立全局變量 初始化數(shù)據(jù)存儲區(qū)和各參數(shù)變量 I 區(qū)和各參數(shù)變量 調(diào)用顯示界面的 函數(shù) 終止程序執(zhí)行并退出 27 Win32下的圖形用戶界面 （ GUI） 是基于一個消息系統(tǒng)的。當(dāng)用戶發(fā)出一個命令，操作系統(tǒng)產(chǎn)生一個相應(yīng)的消息。這些消息會排隊等候直到應(yīng)用程序能夠處理它們。每一個應(yīng)用程序都會有一個消息循環(huán)鏈來檢查等待隊列中的消息。每一個窗口或者對話框有一個消息處理器，當(dāng)消息循環(huán)鏈發(fā)現(xiàn)等待隊列中有消息時，便 會調(diào)度適當(dāng)?shù)南⑻幚砥鱽硖幚泶讼?。 因為幾乎每一個事件都會產(chǎn)生一個消息，處理這些消息的方法就決定了用戶界面行為。這能像當(dāng)按下取消按鍵關(guān)閉一個對話框一樣簡單，也能像用鼠標繪制一個物體一樣復(fù)雜。除了對用戶產(chǎn)生事件響應(yīng)外，當(dāng)顯示區(qū)域無效時，消息系統(tǒng)被用來觸發(fā)一個應(yīng)用窗口的重新繪制，例如重新調(diào)整窗口大小時。 對硬件 I/O操作需要凡秒鐘的時間，在這段時間里，控制軟件將不能處理等待隊列中的任何消息。這會引起程序停止響應(yīng)。生成一個獨立的線程可以解決這一問題。這是使消息循環(huán)鏈和硬件 I/O并行執(zhí)行的有效方法。它還能使 I/O線程發(fā)送下個消息給圖形用戶界面線程 來顯示給用戶。 52。 圖 52 圖形用戶界面顯示程序 流程 圖 全局函數(shù) show_gui()首先調(diào)用了局部函數(shù) setup()初始化程序 window的主窗口。設(shè)置主窗口的一些基本參數(shù)后，就調(diào)用系統(tǒng)函數(shù) RegisterClassEx()和CreateWindow()來注冊和創(chuàng)建這個窗口，然后調(diào)用了系統(tǒng)函數(shù) ShowWindow()和UpdateWindow()用來在屏幕上顯示出主窗口界面。接下來是加載快捷鍵表，把鍵盤的快捷鍵轉(zhuǎn)換 為相應(yīng)的消息。轉(zhuǎn)換完成后，就開始消息循環(huán)，不斷接收新消息設(shè)置主窗口參數(shù) 注冊窗口類 創(chuàng)建窗口 顯示窗口 接收消息并處理 加載鍵盤快捷鍵 轉(zhuǎn)換表 28 并做相應(yīng)處理。這個時候主窗口 仍然 是空白的，當(dāng) Windows立即發(fā)出一個 WM_PAINT的消息來觸發(fā)顯示重新繪制的窗口時，用戶才能看到它。 、所對應(yīng)快捷鍵的快捷表、應(yīng)用圖標和一些 GUI中所用到了的一些圖。其中對話窗口只要包括數(shù)據(jù)采集設(shè)置窗口、顯示設(shè)置窗口、設(shè)置端口地址窗口、直接硬件 I／ 0窗口、視圖模式選擇窗口和設(shè)置顯示區(qū)域范圍窗口等。因為 Windows程序以窗口的形式存在，在不同窗口之間傳遞信息是 Windows和應(yīng)用 程序進行交流的主要形式。程序的具體功能由這些不同的窗口函數(shù)實現(xiàn)，它們根據(jù)窗口收到的消息來進行相應(yīng)處理。窗口函數(shù)是一種callback回調(diào)函數(shù)， callback表示這些函數(shù)是被 windows調(diào)用的，在程序中不能自己直接調(diào)用。因為圖形繪制程序是相當(dāng)大的，所以將它們寫到了一個獨立的繪圖程序 。 29 6 總結(jié)與展望 基于 PC的數(shù)字存儲示波器很好的結(jié)合了計算機先進的圖形圖像顯示功能和強大的控制處理能力，使數(shù)字示波器性價比提高，有了更為廣闊的應(yīng)用前景。經(jīng)過這三個多月的課題研究， 我了解了數(shù)字示波器的一般原理和基本組成結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)一些電路設(shè)計知識和技巧，以及軟件編程方便的很多知識與方法。 由于時間緊迫以及本人知識水平有限，研究工作還很不全面和深入，此系統(tǒng) 今后 在以下幾方面 待改進與完善 ，時間充裕的情況下，實踐制作出實物。 (1)觸發(fā)機制 當(dāng) DSO為邏輯分析儀模式時，控制邏輯會通過產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖來在總線上設(shè)置預(yù)觸發(fā)點以實現(xiàn)觸發(fā)功能。有時，我們也可能需要用一個觸發(fā)點的序列來觸發(fā)系統(tǒng)。例如當(dāng) DSO用來監(jiān)測一個處理器的數(shù)據(jù)總線時，當(dāng)一段確定的代碼被執(zhí)行后就開始采集數(shù)據(jù)。因此，通過設(shè)置一串觸發(fā)點 的值來實現(xiàn)觸發(fā)機制是相當(dāng)有用的?？梢詫⑦@一串觸發(fā)點的值分別存儲到一組寄存器中，再按序與數(shù)據(jù)總線上的值進行比較來實現(xiàn)這種觸發(fā)功能。當(dāng)監(jiān)測到一個值序列時，可以利用一個狀態(tài)機來產(chǎn)生這個觸發(fā)脈沖。 為了增加此系統(tǒng)的靈活性，還可以在 DSO觸發(fā)機制中增加不定序列觸發(fā)的功能。例如，邏輯分析儀模式時，設(shè)置的 lx001xxox序列也能夠用來對 DSO采集數(shù)據(jù)進行觸發(fā)， (其中 X代表不確定的位，可為 l也可為 O)。這可以通過設(shè)置一些寄存器來屏蔽與這些不確定的位對應(yīng)的采集數(shù)據(jù)的某些位，以忽略采集信號這些位的數(shù)值，可實現(xiàn)由不定序列觸發(fā)的 功能。 (2)采樣速率 由于 DSO中使用的存儲器芯片 AIA22B是基于 DRAM技術(shù)的，為了正確刷新 DRAM，它的讀時鐘 (RCLK)或者寫時鐘 (WCLK)必須大于 1MHz。 RCLK是由 PC來控制的，所以不能由它來提供刷新信號，因此 WCLK就必須要大于 1MHz， ADC的時鐘信號也必須保持在 1MHz，這就會對最小的采樣頻率造成影響。如果在采樣過程中， RCLK能直接由 CPLD來控制的話，就可以降低 WCLK的頻率。若能這樣做， DSO就能以更低一些的頻率進行采樣，這對將其用作一個數(shù)據(jù)記錄器 (Data Logger)是非 常有用的。另外，還可以在邏輯分析儀模式時，加一個外部的時鐘信號，更有利于用來監(jiān)測 30 一些同步系統(tǒng)。 (3)軟件 FIFO存儲器有寫復(fù)位 (WRST)和讀復(fù)位 (RRST)的信號輸入，通過控制著兩個信號，能夠?qū)⒉杉瘮?shù)據(jù)直接從 ADC傳送給并口。因此， DSO控制軟件就可以提供模擬信號輸入的實時顯示，這將大大減少為特定的應(yīng)用來設(shè)置 DSO所需的時間。 此系統(tǒng)具有數(shù)字示波器和邏輯分析儀的功能，還可以考慮在軟件的數(shù)學(xué)處理程序中加入快速復(fù)利葉變換 (FFT)的數(shù)學(xué)運算方法，使系統(tǒng)還具有頻譜分析儀的功能。 FI玎能從被測信號中提取信號所 包含的各個頻率分量，并將各個頻率分量的幅度顯示出來。這對于發(fā)現(xiàn)信號失真的大小，確認復(fù)雜波形中包含的頻率分量或者尋找系統(tǒng)間的相互干擾等工作都非常有用。 (4)接口 此 DSO通過并口與 PC相連，這樣做是為了簡化設(shè)計，并口的數(shù)據(jù)傳輸率雖然高于串口，但卻遠遠不及 USB接口的速度快。所以，此系統(tǒng)還可以對其接口部分進行改進，讓它通過 USB接口與 PC連接。 31 參考文獻 [1]張錫純，電子示波器及其應(yīng)用，機械工業(yè)出版社， 1997 [23 Thomas Crocutt， Digital Storage Oscilloscope， 2021 [3]趙廣林，輕松跟我學(xué) Protel 99SE電路設(shè)計與制版，電子工業(yè)出版社， 2021 [4]李東生， Protel 99 SE電路設(shè)計技術(shù)入門與應(yīng)用，電子工業(yè)出版社， 2021 [5]侯繼紅、李向東， PROTEL99SE實用技術(shù)教程，中國電力出版社， 2021 [6]張勇、李東生、晁冰， Protel D)口電路設(shè)計教程，電子工業(yè)出版社， 2021 [7]孫頻東、曹江，電子設(shè)計自動化 (第二版 )，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [8]唐競新，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社， 2021 [9]張英全、侯方勇，數(shù)字電子技術(shù)，機械工業(yè)出版社， 2021 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