【正文】 最后感謝我的家人，在我求學(xué)期間給予大力的支持和關(guān)懷，感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的老師、同學(xué)、親人和朋友，他們的支持和鼓勵(lì) 是我人生以后不斷進(jìn)步的強(qiáng)大動(dòng)力。鄧?yán)蠋熢诶碚摲治觥⒄撐慕M織 和論文撰寫等許多方面所給予我的指導(dǎo)和幫助，令我終生難忘 ，謹(jǐn)向鄧奕 老師 致以崇高的敬意和誠(chéng)摯的感謝。 31 參考文獻(xiàn) [1]張錫純，電子示波器及其應(yīng)用，機(jī)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(jì)與制版，電子工業(yè)出版社， 2021 [4]李東生， Protel 99 SE電路設(shè)計(jì)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(shí)用技術(shù)教程，中國(guó)電力出版社， 2021 [6]張勇、李東生、晁冰， Protel D)口電路設(shè)計(jì)教程，電子工業(yè)出版社， 2021 [7]孫頻東、曹江，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (第二版 )，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [8]唐競(jìng)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(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [10]韋建英，數(shù)字電子技術(shù)，中國(guó)人民大學(xué)出版社， 2021 [11]清源計(jì)算機(jī)工作室，原理圖與 PCB及仿真，機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [12]路林吉、王堅(jiān)、江龍康，可編程控制器原理及應(yīng)用，清華大學(xué)出版社， 2021 [13]夏路易、石宗義，電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程 PRoTEL 99SE，北京希望 電子出版社， 2021 [14]Eugene Olafsen， 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O)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到一個(gè)值序列時(shí)，可以利用一個(gè)狀態(tài)機(jī)來(lái)產(chǎn)生這個(gè)觸發(fā)脈沖。因此，通過(guò)設(shè)置一串觸發(fā)點(diǎn) 的值來(lái)實(shí)現(xiàn)觸發(fā)機(jī)制是相當(dāng)有用的。有時(shí)，我們也可能需要用一個(gè)觸發(fā)點(diǎn)的序列來(lái)觸發(fā)系統(tǒng)。 由于時(shí)間緊迫以及本人知識(shí)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(jìn)與完善 ，時(shí)間充裕的情況下，實(shí)踐制作出實(shí)物。 29 6 總結(jié)與展望 基于 PC的數(shù)字存儲(chǔ)示波器很好的結(jié)合了計(jì)算機(jī)先進(jìn)的圖形圖像顯示功能和強(qiáng)大的控制處理能力，使數(shù)字示波器性價(jià)比提高，有了更為廣闊的應(yīng)用前景。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?yàn)?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(jìn)行交流的主要形式。 、所對(duì)應(yīng)快捷鍵的快捷表、應(yīng)用圖標(biāo)和一些 GUI中所用到了的一些圖。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(cè)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。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(lái)注冊(cè)和創(chuàng)建這個(gè)窗口，然后調(diào)用了系統(tǒng)函數(shù) ShowWindow()和UpdateWindow()用來(lái)在屏幕上顯示出主窗口界面。 52。這是使消息循環(huán)鏈和硬件 I/O并行執(zhí)行的有效方法。這會(huì)引起程序停止響應(yīng)。除了對(duì)用戶產(chǎn)生事件響應(yīng)外，當(dāng)顯示區(qū)域無(wú)效時(shí)，消息系統(tǒng)被用來(lái)觸發(fā)一個(gè)應(yīng)用窗口的重新繪制，例如重新調(diào)整窗口大小時(shí)。 因?yàn)閹缀趺恳粋€(gè)事件都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)消息，處理這些消息的方法就決定了用戶界面行為。每一個(gè)應(yīng)用程序都會(huì)有一個(gè)消息循環(huán)鏈來(lái)檢查等待隊(duì)列中的消息。當(dāng)用戶發(fā)出一個(gè)命令，操作系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的消息。主程序的具體流程見(jiàn)圖 51所示 。 WinMain()中還 調(diào)用了全局函數(shù) Quit()，它能夠在程序執(zhí)行時(shí)的任何點(diǎn)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。下一步是初始化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域和各個(gè)參數(shù)變量。 主程序 () 這個(gè)程序包括了一個(gè)主函數(shù) WinMain()， WinMain()函數(shù)將作為一個(gè)初始的入口函數(shù)被系統(tǒng)調(diào)用開始整個(gè)程序的執(zhí)行，主要用來(lái)完成一些初始化工作，并維護(hù)一個(gè)消息循環(huán)。 程序中包含了一個(gè)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(wú) trig_falling：觸發(fā)值比較 O：信號(hào)值大 于設(shè)定的觸發(fā)值 l：信號(hào)值小于設(shè)定的觸發(fā)值 clock_div： DSO的時(shí)鐘信號(hào)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：?jiǎn)文M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(shí)的數(shù)據(jù) single_channel[FIFO_SIZE*2]：?jiǎn)瓮ǖ滥Ｊ降臄?shù)據(jù) 因?yàn)?DSO采集到的有關(guān)的信號(hào)信息以及用戶設(shè)置的數(shù)據(jù)信息都存放在這個(gè)全局結(jié)構(gòu)中，所以對(duì)這個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作，便能實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的處理。文件的控制程序 ()則會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)文件的讀取、保存和輸出進(jìn)行管理。 開 始 系統(tǒng)初始化 鍵盤掃描 選擇通道 1， 2或雙蹤 以實(shí)時(shí)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(cè)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(huì)調(diào)用到圖形用戶界面顯示程 ()中的全局函數(shù)用來(lái)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(lái)繪制 DSO所采集到的數(shù)據(jù)波形。軟件主要由多層滾動(dòng)式菜單組成，功能的設(shè)定都在菜單中完成，各個(gè)功能模塊相互獨(dú)立，具有很好的交互性。 24 5 數(shù)字 存儲(chǔ) 示波器的軟件設(shè)計(jì) DSO控制軟件總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)軟件的總體流程如圖 51 所示。其中，場(chǎng)掃描信號(hào)由 EPM 7128 內(nèi)部計(jì)數(shù)產(chǎn)生。系統(tǒng)的電源部分為 +5V， +12V 及 12V 三種供電方式。系統(tǒng)的顯示器用的是 DCM162A，它是字符型 LCD，共有兩行十六列，每個(gè)字符位由 8行 5列組成，由于其分辨率不高，難以進(jìn)行漢字顯示，因此我們采用全英文界面。 23 圖 47 開關(guān)切換電路 的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)以 AT89C52 為核心。因此我們采用一路采集電路對(duì)兩路輸入信號(hào)交替采樣，將采集數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于原存儲(chǔ)器的奇偶地址內(nèi)，再分別示波，同樣可以以較高的精度作到雙蹤示波，并且使系統(tǒng)的性價(jià)比提高。 的設(shè)計(jì) 理論上嚴(yán)格的雙蹤示波器應(yīng)對(duì)兩路信號(hào)同時(shí)采樣，那麼就需要兩個(gè)高速A/D，及其前端電路。 這里選用的比較電路是由高增益，低噪聲，低漂移運(yùn)放 OP37 開環(huán)構(gòu)成的。 圖 45 鋸齒波產(chǎn)生電路 22 圖 46 觸發(fā)電路 觸發(fā)電平由單片機(jī)通過(guò) D/A(MAX508)輸出，通過(guò)比較器與輸入信號(hào)相比較，從而得到觸發(fā)信號(hào)。將鋸齒波計(jì)滿后輸出的進(jìn)位脈沖經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)放大后，送給模擬示波器的Ｚ軸，以消隱 回掃線。 21 圖 44 波形顯示局部電路 鋸齒波形成電路 根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在可編程器件 EPM7128SLC8415 的內(nèi)部搭建的計(jì)數(shù)電路很容易產(chǎn)生毛刺，使輸出鋸齒波不穩(wěn)定，因而我們選用硬件電路計(jì)數(shù)產(chǎn)生鋸齒波。 圖 43 D/A 電路 輸出數(shù)據(jù)的地址由地址累加器得到，我們?cè)诘刂防奂悠鞯暮蠹?jí)加入了一級(jí)數(shù)據(jù)選擇器，通過(guò)掃描信號(hào)的進(jìn)位脈沖切換數(shù)據(jù)通道，即可實(shí)現(xiàn)鎖存后或單次觸發(fā)后顯示波形的水平移動(dòng)。我們選用的 DA 是 DAC0800，它的輸出電流建立時(shí)間為 100ns,即 10MHZ，滿足數(shù)據(jù)輸出的速度要求。根據(jù)實(shí)驗(yàn)比較，我們選定輸出頻率為2MHZ。但是為了在示波器上顯示字符就必須選用 X－ Y方式。 設(shè)計(jì)的高速數(shù)據(jù)采集電路如圖 42 所示， 該電路除了對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行 5倍衰減外，還在輸入信號(hào)上迭加 的直流。該芯片用單 5V供電，轉(zhuǎn)換速率最高可達(dá)到 20MPS，內(nèi)部帶有采樣保持電路和基準(zhǔn)電阻。但是，從 100HZ 到 100KHZ 的跨度太大 ,不利于中間頻段信號(hào)的顯示，因此我們又多加了 1KHZ 和 10KHZ 兩檔掃描速度。分析如下： 圖 42 高速數(shù)據(jù)采集 電路 設(shè)掃描速度為 Xs/div,要求水平分辨率為 20點(diǎn) /div,所以每點(diǎn)的取樣時(shí)間間隔為 X/20s,即取樣信號(hào)的頻率為 20/X HZ。 圖 41 高速數(shù)據(jù)采集電路 表 41 控制信號(hào)與放大倍數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 PA3PA0 放大倍數(shù) 1000 1 0100 10 0010 20 0001 100 19 根據(jù)題目要求垂直分辨率為 32級(jí) /div,示波器上共 8格，即要分為 256 級(jí)，因此可選用 8 位 A/D。 MAX817 的單位增益 3DB 截止頻率為50MHZ，可保證對(duì)頻率小于 50KHZ 的信號(hào)進(jìn)行 100倍放大。本章主要討論了其硬件電路的設(shè)計(jì)。 18 4 數(shù)字 存儲(chǔ) 示波器的硬件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 單片機(jī) +CPLD結(jié)構(gòu)。 并行接口信號(hào)的時(shí)序 在并行接口信號(hào)中，有時(shí)序關(guān)系的信號(hào)為 D[O： 7]， STROBE、 BUSY和 ACK，其余為靜態(tài)的控制或狀態(tài)信號(hào)。 位 5是 PCD位 (Parallel Control Direction)，用于并行接口的內(nèi)部，是并行接口方向控制位．在打印機(jī)方式里 ，此位無(wú)效，因?yàn)樵诖蛴C(jī)方式下不管此位設(shè)置為何值方向總是輸出的。該中斷請(qǐng)求能否向系統(tǒng)提出由本位控制，本位置為 I，便能并行接口的中斷請(qǐng)求信號(hào)。 位 4是中斷請(qǐng)求使能位，用于并行接口內(nèi)部。向該位 寫 0，產(chǎn)生 INIT信號(hào)；寫 1，取消 INIT。 位 1寫入的邏輯值經(jīng)取反后輸出到 AUTOFD信號(hào)線上，向該位寫 1，使 AUTOFD信號(hào)線維持低電平，使打印機(jī)每打印一行自動(dòng)走紙一行；向該位寫 0， 取消自動(dòng)走紙。并行接口的系統(tǒng)復(fù)位輸入信號(hào)清除該寄存。當(dāng) CPU對(duì)該寄存器進(jìn)行 I/O