數(shù)字示波器的制作

數(shù)字示波器的制作,數(shù)字,示波器,制作 哈爾濱工業(yè)大學(xué)2003年本科生科技創(chuàng)新活動(dòng)獲獎(jiǎng)作品選編 數(shù)字存儲(chǔ)示波器設(shè)計(jì)制作報(bào)告 孫吉吉 孫士友 周洪亮 （控制科學(xué)系0004101） 指導(dǎo)教師：蔡惟錚 1．立項(xiàng)依據(jù) 1.1.1課題研究的目的、意義： （1）課題研究的目的： ① 通過(guò)課題的研究進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)學(xué)習(xí)課程以外的知識(shí)，培養(yǎng)綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。 ② 鍛煉動(dòng)手能力與實(shí)際工作能力，將所學(xué)的理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。 ③ 培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，加強(qiáng)協(xié)作能力，增進(jìn)同學(xué)間的友誼。 ④ 盡力研究出預(yù)期成果，如有可能的話申報(bào)相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并使成果產(chǎn)業(yè)化。 （2）課題研究的意義： ① 研究過(guò)程本身可以使參與者得到極大的鍛煉，為將來(lái)參加實(shí)際工作做好準(zhǔn)備。 ② 研究的預(yù)期成果可以彌補(bǔ)現(xiàn)有示波器的不足，如能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將在低檔型方面有較大市場(chǎng)。 1.1.2現(xiàn)狀分析： 示波器在電子、電氣、控制等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字示波器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)互聯(lián)、共享數(shù)據(jù)，但市場(chǎng)現(xiàn)有的示波器也有諸多不足，如價(jià)格昂貴、體積重量偏大、攜帶不方便等，而齊全的功能在很多的場(chǎng)合并不一定能夠得到充分的應(yīng)用。 本課題所研究的可存儲(chǔ)虛擬示波器定位為低檔型，即在性能上只需滿足大多場(chǎng)合的基本應(yīng)用，努力實(shí)現(xiàn)小型化，價(jià)格盡可能低廉，這樣在財(cái)力有限的小用戶（電子愛(ài)好者、小型企業(yè)）中能夠普及，在大用戶的使用中發(fā)揮便攜性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，與高檔示波器配合使用，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。 2．課題研究的主要內(nèi)容及實(shí)施方案 2.1.1課題研究的主要內(nèi)容： 本課題研究的主要內(nèi)容是如何建立一套可存儲(chǔ)虛擬示波器系統(tǒng)，其具體組成為： ① 硬件系統(tǒng)： 硬件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和外部硬件系統(tǒng)組成。這里主要研究外部硬件系統(tǒng)，其主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩沖及壓縮、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸。 ② 軟件系統(tǒng)： 軟件系統(tǒng)的主要任務(wù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)讀取由外部硬件設(shè)備傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行解壓、變換、排除干擾信號(hào)、將波形顯示在顯示器上，并進(jìn)行波形的存儲(chǔ)、打印與分析。 在實(shí)現(xiàn)以上基本功能的前提下，還可以進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)展國(guó)，如硬件系統(tǒng)性能的擔(dān)高、成本的降低、體積重量的減小、接口的擴(kuò)展；軟件系統(tǒng)功能的完善、用戶界面的改進(jìn)、數(shù)據(jù)的格式化、網(wǎng)絡(luò)化，最終目標(biāo)是產(chǎn)業(yè)化。 2.1.2實(shí)施方案： 本系統(tǒng)實(shí)施方案如下頁(yè)圖一所示： 2.1.3工作條件： 信號(hào)源、單片機(jī)編程器、普通數(shù)字示波器、帶RS－232串口的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 模數(shù)轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)處理 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　 波形顯示、存儲(chǔ)、后期處理 模數(shù)轉(zhuǎn)換 輸入信號(hào) 直接傳輸方式 存儲(chǔ)方式 圖一：實(shí)施方案示意圖 隨著工作的進(jìn)展對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求可能會(huì)有所變化。 3．問(wèn)題的分析與幾種主要實(shí)施方案的討論 3.1.1問(wèn)題的分析 本課題的主要問(wèn)題在于模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。為了測(cè)試高頻模擬信號(hào)，必須采用高速的模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)。采樣定理指出，要不失真地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)，采樣頻率必須大于等于輸入信號(hào)頻率上限的二倍，但在實(shí)際工作中，要得到較理想的輸入信號(hào)的波形，在輸入信號(hào)的每個(gè)周期必須采十個(gè)以上的數(shù)據(jù)點(diǎn)。這樣繪制出的波形圖才能比較準(zhǔn)確地反映輸入信號(hào)的特征。因此，高速采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)成為本課題的主要重難點(diǎn)。 3.1.2幾種方案的討論 在本課題的研究過(guò)程中，我們提出了以下的方案以解決該問(wèn)題。 （1） 直接AD采樣 該方案采用市售高速AD轉(zhuǎn)換芯片，直接對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣、轉(zhuǎn)換，然后存儲(chǔ)在單片機(jī)或RAM中。 該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且有很多現(xiàn)成的資料可以參考。缺點(diǎn)在于速度與價(jià)格難以兼顧，市售高速AD轉(zhuǎn)換芯片的價(jià)格與速度基本成指數(shù)關(guān)系，而且有很多高速AD轉(zhuǎn)換芯片難于購(gòu)買(mǎi)。因此，以較低的價(jià)格只能得到較低的性能。另一方面，從科技創(chuàng)新本身來(lái)說(shuō)，本方案的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，真正創(chuàng)新的內(nèi)容不多。 （2）取樣示波器方案 所謂取樣示波器，就是在一個(gè)周期信號(hào)的不同周期采樣，從而獲得周期信號(hào)的信息。 如圖二所示：對(duì)于輸入信號(hào)，設(shè)其周期為T(mén)，如果能夠準(zhǔn)確地得到其T/n的時(shí)間，那么就可以每隔時(shí)間采樣一次，采n個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)際上與在一個(gè)周期內(nèi)采n個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)是等價(jià)的。 此外，如果將逐次比較AD轉(zhuǎn)換的各次比較過(guò)程分在各個(gè)不同的周期，但都對(duì)應(yīng)相同的相位，從理論上來(lái)說(shuō)于在一個(gè)周期內(nèi)采樣是等價(jià)的，而每次比較的時(shí)間總比完整的轉(zhuǎn)換時(shí)間短的多，因此分周期逐次比較可以對(duì)頻率更高的輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。 圖二A：直接采樣方案示意圖 圖二B：隔周期采樣方案示意圖 該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是可以采集很高頻率的周期性輸入信號(hào)。但該方案的難點(diǎn)也是很明顯的：如何準(zhǔn)確獲取T/n的時(shí)間。 在本課題的研究過(guò)程中，我們?cè)鴩L試用集成鎖相環(huán)CC4046來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，通過(guò)計(jì)數(shù)器與CC4046可以實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過(guò)整形的輸入信號(hào)2101分頻，再21倍頻，實(shí)質(zhì)上就是鎖定輸入信號(hào)周期的的時(shí)間。但發(fā)現(xiàn)在倍頻時(shí)CC4046很難鎖定，幾乎得不到穩(wěn)定的輸出波形。因此該方案最終被放棄。 事實(shí)上，該方案還是有前景的?？梢钥紤]使用稍高檔的集成鎖相環(huán)，可能可以解決失鎖的問(wèn)題，另外，如果采用數(shù)字鎖相環(huán)，或者用單片機(jī)結(jié)合PLD，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字鎖相，從而得到更精確更穩(wěn)定的取樣控制脈沖信號(hào)。 （3）電壓比較方案 以上兩個(gè)方案都是通過(guò)在特定的時(shí)刻對(duì)輸入信號(hào)采樣而得到輸入信號(hào)的信息。但由于輸入信號(hào)是模擬量，就必須進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，而AD轉(zhuǎn)換的速度限制了整個(gè)采樣及轉(zhuǎn)換過(guò)程的速度的提高。與之相比，使用高頻時(shí)鐘（74LS系列的計(jì)數(shù)器理論最高時(shí)鐘頻率都可達(dá)到數(shù)十MHz）和多位計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)，可以非常容易地把時(shí)間變?yōu)閿?shù)字量。該方案避開(kāi)AD轉(zhuǎn)換，而通過(guò)DA轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)參考電壓，將輸入信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較，記錄比較器輸出翻轉(zhuǎn)的時(shí)刻，這一時(shí)刻可以認(rèn)為是輸入信號(hào)與參考電壓相同的時(shí)刻，而且可直接從計(jì)數(shù)器中讀出該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；對(duì)于周期信號(hào)，與方案（2）中類(lèi)似，在不同的周期中采樣，可以采集非常頻率高的周期信號(hào)。 圖三：電平比較方案示意圖 該方案的主要難點(diǎn)是比較器上的干擾如何抑制。在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)比較器的輸入端干擾非常大，這與我們的實(shí)驗(yàn)條件有一定關(guān)系。最終還是沒(méi)能克服這個(gè)問(wèn)題而放棄了該方案。 （4）頻域分析方案 該方案原理類(lèi)似于頻譜儀。對(duì)于周期輸入信號(hào)，分析其各次諧波分量的幅值與幅角，就可以求出其波形。由于常用的周期信號(hào)高頻分量衰減得都很快，因此只用分析幾次諧波就可以得到較精確的結(jié)果。 此方案的難點(diǎn)在于本級(jí)振蕩中的頻率合成，以及各次諧波的幅角的測(cè)量。由于我們沒(méi)有學(xué)過(guò)相關(guān)的知識(shí)，因此未采用此方案。 綜上所述，四種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中前三種方案我們都曾嘗試過(guò)。由于時(shí)間、實(shí)驗(yàn)條件等諸多原因，最終我們采用了方案（1）。 4．本數(shù)字存儲(chǔ)示波器系統(tǒng)概述 本數(shù)字存儲(chǔ)示波器系統(tǒng)。有兩種工作狀態(tài)：實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)輸入。實(shí)時(shí)采集方式適用于輸入信號(hào)頻率較低（<100Hz）的情況。工作在該方式時(shí)，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量傳入單片機(jī)，然后立即通過(guò)串行線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。存儲(chǔ)輸入方式則是用于輸入頻率信號(hào)較高（100Hz~50kHz）的情況。工作在該方式時(shí)，采用DMA（直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)）技術(shù)，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)數(shù)字量直接寫(xiě)入RAM中。轉(zhuǎn)換完畢后，再通過(guò)串行線將RAM中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。采集過(guò)程與傳輸過(guò)程可以分別進(jìn)行，采集過(guò)程不需要計(jì)算機(jī)參與，只要不掉電，波形數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)任意長(zhǎng)時(shí)間。 本數(shù)字存儲(chǔ)示波器系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。其中硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的放大/衰減、AD轉(zhuǎn)換、DMA控制等；軟件系統(tǒng)又分為單片機(jī)軟件與計(jì)算機(jī)軟件兩部分。單片機(jī)軟件系統(tǒng)控制硬件系統(tǒng)以及串行數(shù)據(jù)的傳輸?shù)?；?jì)算機(jī)軟件處理數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)繪制、打印波形、頻譜分析等功能。 5．硬件系統(tǒng) 硬件系統(tǒng)由以下幾部分組成： （1）CPU及其外圍設(shè)備 本系統(tǒng)CPU采用Atmel AT89C52單片機(jī)，其外圍設(shè)備包括RAM62256、串行傳輸電平變換芯片MAX232 以及CPU時(shí)鐘、鍵盤(pán)等。 （2）AD轉(zhuǎn)換、DMA控制電路 這部分電路是本系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，同時(shí)根據(jù)兩種不同的工作方式采用不同的邏輯。當(dāng)用戶指定工作方式后，CPU會(huì)給出相應(yīng)的控制信號(hào)，這部分電路根據(jù)給出的信號(hào)控制各芯片的片選、鎖存等。具體地說(shuō)，CPU的P1.2與P1.4端提供AD的控制信號(hào)。具體邏輯如表一： 表一：AD及DMA控制電路譯碼真值表 P1.2 P1.4 AD工作狀態(tài) 緩沖器1片選 緩沖器2片選 62256WR來(lái)源 AD時(shí)鐘來(lái)源 AD片選 0 0 存儲(chǔ)輸入 1 0 AD 時(shí)序發(fā)生器 0 0 1 初始測(cè)偏移電壓 0 1 CPU 時(shí)序發(fā)生器 0 1 0 實(shí)時(shí)采集 0 1 CPU CPU-P1.3 0 1 1 不工作 0 1 CPU —— 1 說(shuō)明: [1]緩沖器1指CPU P0與62256低位地址線間的鎖存器74HC573，緩沖器2指地址發(fā)生器與62256地址線間的緩沖器。 [2]實(shí)時(shí)采集時(shí)AD的控制信號(hào)由CPU P1.3端提供。 [3]以上三個(gè)片選均為低有效。 本系統(tǒng)采用AD公司的高速AD轉(zhuǎn)換芯片AD7820，原廠資料中該芯片的轉(zhuǎn)換時(shí)間為2μs，有兩種工作模式。其中直通工作模式最簡(jiǎn)單，而且適合本系統(tǒng)工作要求，因此采用這種工作模式。 如圖三所示，工作在直通模式時(shí)，AD7820的RD端接低電平，MODE端接高電平。WR端為高電平時(shí)，輸出保持不變，INT保持低電平；當(dāng)WR變?yōu)榈碗娖胶螅珹D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)，同時(shí)INT變?yōu)楦唠娖健R低電平應(yīng)保持twr=(600ns-50μs)；當(dāng)WR再次變?yōu)楦唠娖胶?，AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果經(jīng)輸出緩沖器輸出并鎖存，同時(shí)INT變?yōu)榈碗娖健腤R的上升沿到AD輸出有效數(shù)字的時(shí)間為tint=700ns（典型值）,兩次轉(zhuǎn)換間隔時(shí)間為tp=600ns（最小值）。 圖四：AD7820工作時(shí)序圖（摘自AD公司原廠資料） 本系統(tǒng)工作在DMA方式時(shí)，采用6Mhz振蕩器，經(jīng)16分頻后得到周期為2.67μs、占空比為50%的方波，將其接至AD7820的WR端，則可滿足上述時(shí)序的要求。工作在實(shí)時(shí)采集方式時(shí)，則由CPU P1.3端提供WR信號(hào)。 本系統(tǒng)工作在DMA方式時(shí)，62256 WR端接AD7820 INT端，則每次采樣完畢后，AD7820直接向62256寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 其他控制時(shí)序和控制邏輯較簡(jiǎn)單，用一片譯碼器74LS138和一片數(shù)據(jù)選擇器74LS253按表一中的邏輯聯(lián)接即可。 （3）時(shí)鐘及地址發(fā)生器 本系統(tǒng)地址發(fā)生器由四片四位計(jì)數(shù)器74LS161級(jí)連而成，最低位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘接AD7820 INT端（附加兩個(gè)非門(mén)延時(shí)），這樣AD每完成一次轉(zhuǎn)換就向62256內(nèi)寫(xiě)入一次數(shù)據(jù)，啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換的同時(shí)將地址計(jì)數(shù)器輸出增一。四片74LS161共有16根輸出線，其中低十五位通過(guò)緩沖器（表一中緩沖器2）接至62256地址線，最高位經(jīng)反相后接CPU INT0端。當(dāng)計(jì)滿15位向第16位進(jìn)位時(shí)，觸發(fā)CPU中斷0，CPU響應(yīng)中斷后即停止DMA控制器的工作，系統(tǒng)即完成一輪AD轉(zhuǎn)換及向62256種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的過(guò)程。 本系統(tǒng)的時(shí)鐘發(fā)生器及前面所述的6Mhz振蕩器及16分頻電路。振蕩器由石英晶體振蕩器及非門(mén)等構(gòu)成，16分頻采用計(jì)數(shù)器74LS161。這部分電路比較簡(jiǎn)單，不再贅述。 6．軟件簡(jiǎn)介： 本軟件主要完成數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)后期處理工作； 　　開(kāi)發(fā)環(huán)境：Visual C++ 6.0 適用平臺(tái)：Windows 9X/Me/2000/XP 可執(zhí)行文件大?。?.26MB 附加文件：mfc42.dll, MSCOMM32.OCX, msvcrt.dll 　 主要功能如下： 6.1.1串行數(shù)據(jù)接收: 采用VC附帶ActiveX控件Microsoft Communications Control, version 6.0實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的接收； 如果內(nèi)存允許，采集點(diǎn)數(shù)不限；因此，本軟件也滿足過(guò)程控制中大容量數(shù)據(jù)采集及圖形處理的需要；　　　　 6.1.2數(shù)字濾波： 采用多項(xiàng)式光滑不等距插值，本方法是制定n個(gè)不等距節(jié)點(diǎn)xi(i=0,1,-------,n-1)上的函數(shù)值yi=f(xi)及精度要求，利用阿克瑪(Akima)方法，計(jì)算指定子區(qū)間上的三次插值多項(xiàng)式與指定插值點(diǎn)上的函數(shù)值； 函數(shù)的調(diào)用格式為： GetValueAkima(int n, double x[], double y[], double t, double s[], int k /*= -1*/) 6.1.3圖像處理： （1）波形圖： 完成采集波形的繪制，支持各種動(dòng)態(tài)操作，包括：圖像的整體放大，整體縮小，還原初始最佳大小，移動(dòng)，X向放大、縮小，Y向放大、縮??； 支持各種編輯操作，包括：圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)(存儲(chǔ)成 .sun文件 )，波形圖、頻譜圖的打印，波形圖、頻譜圖的拷貝（可在Word等編輯軟件中粘貼）； 支持波形圖相及示波屏幕的視覺(jué)效果調(diào)整，包括：波形圖、頻譜圖曲線顏色的任意調(diào)整條，線條寬度的調(diào)整，示波屏幕全屏化，背景模式的調(diào)整； 支持波形圖處理數(shù)據(jù)量的動(dòng)態(tài)調(diào)整：以克服圖像失真，及圖形處理速度慢等問(wèn)題； 支持任意點(diǎn)電壓值，時(shí)間值；兩點(diǎn)之間電壓差，時(shí)間差的動(dòng)態(tài)讀?。? 支持采集數(shù)據(jù)的十六進(jìn)制，十進(jìn)制現(xiàn)實(shí)，支持?jǐn)?shù)據(jù)的拷貝（可轉(zhuǎn)移到Excel等數(shù)據(jù)處理軟件中處理）； （2）頻譜圖： 采用離散Foriour變換，繪制周期圖像的離散譜，非周期圖像的連續(xù)譜，并給出相應(yīng)頻譜信息： 對(duì)于以上功能，提供方波，正弦波，隨機(jī)波，單位階躍響應(yīng)四組測(cè)試數(shù)據(jù)模擬采集數(shù)據(jù)，供使用者練習(xí)，以熟悉本軟件； 提供使用說(shuō)明，供使用者參考; 6.1.4軟件界面效果如下： （1） 主界面： 圖五：軟件主界面（非實(shí)際大小，下同） （2）波形圖界面： 圖六：波形顯示界面 （3）波形圖示數(shù)面板界面： 圖七：波形讀數(shù)面板界面 （4）頻譜圖界面： 圖八：頻譜圖顯示界面 7. 測(cè)試結(jié)果 測(cè)試方法：以信號(hào)源的輸出作為本系統(tǒng)的輸入，分別測(cè)試本系統(tǒng)在兩種不同工作方式時(shí)對(duì)應(yīng)各種頻率、各種形式的輸入信號(hào)的輸出如下： 7.1.1存儲(chǔ)輸入方式： （1）1kHz正弦波輸入1，原圖如下： 圖九：1kHz正弦波波形（原圖）（1） （2）1kHz正弦波輸入2，原圖如下： 圖十：1kHz正弦波波形（原圖）（2） （3）2kHz方波輸入信號(hào)，原圖經(jīng)局部放大后如下： 圖十一：2kHz方波波形（局部放大圖） （4）45kHz正弦波輸入信號(hào)，原圖經(jīng)局部放大后如下： 圖十二：45kHz正弦波輸入信號(hào)（局部放大圖） （5）60kHz鋸齒波輸入信號(hào)，原圖經(jīng)局部放大后如下： 圖十三：60kHz鋸齒波波形（局部放大圖） 7.1.2實(shí)時(shí)采集方式： （1）0.7Hz調(diào)節(jié)占空比后的正弦波，原圖如下： 圖十四：0.7Hz調(diào)節(jié)占空比后的正弦波（原圖） （2）5Hz正弦波輸入信號(hào)，原圖如下 圖十五：5Hz正弦波波形（原圖） （3）60Hz方波輸入信號(hào)，原圖經(jīng)過(guò)局部放大如下： 圖十六：60Hz方波（局部放大圖） （4）100Hz正弦波輸入信號(hào)，原圖經(jīng)過(guò)局部放大如下： 圖十七：100Hz正弦波（局部放大圖） （5）100Hz方波輸入信號(hào)，原圖經(jīng)過(guò)局部放大如下： 圖十八：100Hz方波（局部放大圖） （6）200Hz正弦波輸入信號(hào)，原圖經(jīng)過(guò)局部放大如下： 圖十九：200Hz正弦波（局部放大圖） 7.1.3關(guān)于測(cè)試結(jié)果的討論： 從以上各圖中可以看出： （1）不論工作在那種方式時(shí)，當(dāng)輸入信號(hào)頻率相對(duì)較高時(shí)，顯示出的波形將很密集而難于觀察，因此部分波形經(jīng)過(guò)了局部放大以便于觀察。 （2） 實(shí)時(shí)采集方式得到的波形明顯好于存儲(chǔ)輸入方式。這一方面是因?yàn)楣ぷ髟趯?shí)時(shí)采集方式時(shí)AD工作頻率較低，采集的數(shù)據(jù)比較可靠；另一方面因?yàn)楣ぷ髟趯?shí)施采集方式時(shí)，所得數(shù)據(jù)立即經(jīng)單片機(jī)傳入計(jì)算機(jī)中，而工作在存儲(chǔ)輸入方式時(shí)，數(shù)據(jù)要先向62256中存儲(chǔ)，經(jīng)過(guò)步驟較多，而由實(shí)驗(yàn)條件所限，數(shù)據(jù)總線和地址總線上必然有諸多干擾，因此會(huì)影響存儲(chǔ)的波形數(shù)據(jù)。 （3） 注意圖九、圖十中的箭頭所指處，在實(shí)驗(yàn)中觀察到每次工作在存儲(chǔ)方式時(shí)此處都有相同的尖峰。觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)每組數(shù)據(jù)中都有一段固定的地址（00F0H~00FFH）對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)始終為常值（為我們以前所做的實(shí)驗(yàn)中向里寫(xiě)入的有規(guī)律的數(shù)據(jù)），不隨輸入信號(hào)而改變，反映在波形上正是圖九、圖十中的尖峰。由于在32k數(shù)據(jù)中只有這16個(gè)始終不正常，因此我們認(rèn)為是62256對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元損壞，使新的數(shù)據(jù)不能寫(xiě)入所致。 （4） 根據(jù)以上分析，我們認(rèn)為如果能夠制作出成品PCB板，可能可以抑制總線上的干擾，效果應(yīng)該會(huì)有所改善。另一方面，在軟件中我們采用了插值算法，使得繪制出的曲線比較光滑。但是如果有個(gè)別數(shù)據(jù)點(diǎn)出現(xiàn)干擾，反映在圖形上就會(huì)有一個(gè)很明顯的尖峰。如圖十二中的兩處箭頭所指出的，如果此處數(shù)據(jù)點(diǎn)在╳處，那么波形就很光滑，因此可以認(rèn)為這兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)是干擾數(shù)據(jù)。如果在改進(jìn)軟件中的數(shù)字濾波算法，濾掉數(shù)據(jù)中的高頻干擾，效果應(yīng)該也會(huì)有所改善。 8. 心得體會(huì) 我們?cè)?002年十月份申報(bào)科技創(chuàng)新并得到批準(zhǔn)，于是著手做這臺(tái)虛擬存儲(chǔ)示波器。在這近一年的時(shí)間中，我們?nèi)嗽谥挥幸恍├碚撝R(shí)，沒(méi)有什么工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)，自己摸索，做了各種各樣的實(shí)驗(yàn)，到現(xiàn)在已經(jīng)基本完成?，F(xiàn)在回顧以前的工作，有很多的感觸。 在動(dòng)手工作之前，我們的知識(shí)面較窄，為了做好這個(gè)工作，必須去查資料，我們翻閱圖書(shū)館的大量藏書(shū)和許多期刊，找尋各種元件的不同用法，這極大地拓展了我們的視野，為我們以后的工作打下了一點(diǎn)基礎(chǔ)。 我們?yōu)榱俗鲞@個(gè)工作想了很多的方法，也做了很多的實(shí)驗(yàn)，雖然各種創(chuàng)新的方案因?yàn)楦鞣N原因都失敗了，但我們的思維大大的活躍了。我們相信，我們的很多方案時(shí)有可取之處的，如果實(shí)驗(yàn)條件較好，時(shí)間較充裕，可能有些方案可以實(shí)現(xiàn)。為此，我們還要繼續(xù)努力，爭(zhēng)取在目前成品的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，進(jìn)一步嘗試各種方案。 101