摘要:文章主要想跟大家介紹它在程序這方面的設(shè)計,提供大家一個編程的思路。首先是講了它的原理,接著就說了它的頁面接口設(shè)計,以及編程設(shè)計。
1、引言
超低頻虛擬數(shù)字存儲
示波器實質(zhì)上是以PC586為工作平臺,配置了具有特定功能的擴展搖接口卡MS,并用微機屏幕模擬顯示實際儀器的控制和操作面板,形象、直觀;而在功能上,超低頻虛擬數(shù)字存儲示波器能*取代傳統(tǒng)類型示波器。它充分利用了微機的控制、處理能力和圖形功能,因而使用起來更為方便。
面向?qū)ο蟮目梢暬幊坦ぞ逥elphi,由于它擁有大量的定制控件和可視化組件,為我們提供了開發(fā)虛擬數(shù)字存儲示波器的*捷徑。因而大大提高了編程效率。
2、工作原理
超低頻虛擬數(shù)字存儲示波器的組成框圖如圖1所示。
由于輸入信號的幅值可能較小,為了提高A/D轉(zhuǎn)換精度,需對信號進行放大。本通道采用了一個可編程放大器,對各路大小不同的信號由CPU控制給予不同的放大倍數(shù),以提高轉(zhuǎn)換精度。采樣保持器在采樣周期內(nèi)采納信號,在保持期內(nèi)維持其輸入在zui后一瞬間的采樣數(shù)值上,A/D轉(zhuǎn)換器將采樣保持器輸出的階梯形模擬信號轉(zhuǎn)換成二進制的數(shù)值信號,通過I/O接口將數(shù)字信號值送入CPU。
3、數(shù)字存儲示波器的界面接口設(shè)計
3.1虛擬數(shù)字存儲示波器的界面
超低頻虛擬數(shù)字存儲示波器既可單路輸入,也可雙路同時輸入,只要用鼠標(biāo)分別雙擊左鍵即可。圖2屏幕左邊為實時波形顯示窗口,大小為256×256像素。右邊依次為采樣周期,采樣點數(shù),電壓zui大值、zui小值。右下角為二路電壓靈敏度。時基及X軸掃描擴展。右上角為開關(guān)按鈕及功能鍵,記錄波形數(shù)據(jù),通過打印機打印出來。本軟件的zui大特點是采用同屏顯示,即實時采集數(shù)據(jù)波形,按鈕和選擇菜單均在計算機顯示屏上顯示。執(zhí)行文件是Oscill.exe,要求具有VGA視頻卡及586以上計算機。屏幕的分辨率為1024×768個像素,256種顏色。
3.2接口編程設(shè)計
超低頻虛擬數(shù)字存儲示波器對輸入端口編程采用面向?qū)ο缶幊陶Z言h1phi中嵌入?yún)R編語言。由于要顯示波形,需要用A/D硬件對外部信號進行采樣,利用Delphi強大的內(nèi)嵌匯編語言功能,自編了兩個端口輸入輸出函數(shù),以完成對I/0端口的訪問,程序清單略。完成對I/0端口的訪問,程序清單略。
4、虛擬儀器性能及改進
超低頻虛擬數(shù)字存儲示波器研制完成后進行了性能測試,其主要技術(shù)指標(biāo):
1)通道數(shù):獨立雙通道;2)字長:12位A/D;3)頻率范圍:0~50kHz;4)時基范圍:0.1s/格~50μs/格;5)電壓靈敏度:5V/div~20mV/div;6)采樣(轉(zhuǎn)換)速率:可調(diào)整,zui大為每A/D200ksps;7)記錄容量:海量存儲取決于計算機內(nèi)存和硬盤空間;8)運行環(huán)境:MicrosoftWindows'95。
頻率范圍主要取決于A/D轉(zhuǎn)換時間,由于A/D574轉(zhuǎn)換時間約10μs,因此,只能工作在超低頻范圍。其次,12位A/D轉(zhuǎn)換限制了精度(1LSB=1/4096=0.000244)。若要改善上述二項性能,可選用LTC1419A/D,采用14位800ksps模數(shù)轉(zhuǎn)換器,可提高精度及頻率。
5、結(jié)論
本文以軟件控制技術(shù)為關(guān)鍵,配以接口電路,研制了超低頻虛擬數(shù)字存儲示波器,進行了相應(yīng)的軟、硬件系統(tǒng)的設(shè)計,并采用面向?qū)ο蟮腄elphi來設(shè)計示波器界面,形象、直觀、操作方便。對I/0端口的編程則采用Delphi中嵌入?yún)R編語言。以提高程序運行速度。虛擬技術(shù)的采用,代表了電子儀器的發(fā)展方向,有廣闊的應(yīng)用前景。