四通道数字示波器数据处理与显示模块软件设计

论文摘要

本论文课题为2GSPS四通道数字存储示波器项目,本文讨论了该系统部分软件模块的设计与实现。四通道数字存储示波器是以嵌入式数字处理器（ADSP-BF531）为核心,采用DSP+FPGA架构。软件部分是在ADSP-BF531的Visual DSP++ 5.0集成开发环境中进行开发的。论文包括的具体模块内容如下。显示模块。此模块中主要讨论了液晶屏的PPI驱动方式的原理与实现;图形化界面的整体设计布局,字符及菜单的显示方法;波形的多种显示方式。数据处理模块。此模块中主要讨论了多种对波形数据做进一步处理的方式。包括输入信号的二元数学运算、FFT运算和滤波功能,输入信号的通过/失败测试以及波形的录制和回放。配置与状态记忆模块。在本示波器中,配置与状态记忆模块采用I2C存储器件存储示波器的基本状态参数和菜单状态。本模块中主要讨论了I2C芯片的硬件及软件设计方法及其在整机中的应用。双时基。双时基是一种新的波形采集及显示方法。在两个不同的时基档采集同一个信号数据并同时显示。这种方式可以令用户更好地观察波形的细节。本模块中阐述了双时基的实现原理及在示波器中的具体应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 数字存储示波器概述
• 1.2 国内外数字存储示波器的发展概况
• 1.3 本文研究内容
• 1.3.1 主要性能指标
• 1.3.2 设计任务
• 第二章 四通道数字存储示波器总体设计
• 2.1 系统总体结构
• 2.2 系统总体软件设计
• 2.2.1 软件系统的模块划分
• 2.2.2 软件总体流程
• 2.3 软件开发平台
• 2.3.1 ADSP-BF531 数字处理器介绍
• 2.3.1.1 ADSP-BF531 数字处理器存储器结构
• 2.3.1.2 ADSP-BF531 数字处理器外设
• 2.3.2 VISUAL DSP++软件编程环境
• 第三章 人机交互界面设计
• 3.1 PPI 驱动
• 3.1.1 PPI 驱动的原理
• 3.1.2 PPI 驱动的软件实现
• 3.1.2.1 PPI 的设置
• 3.1.2.2 DMA 的设置
• 3.1.2.3 Timer 的设置
• 3.1.2.4 显示存储空间的设置
• 3.2 图形化界面
• 3.2.1 界面整体设计及布局
• 3.2.2 字符显示方法及多语言显示方法
• 3.2.2.1 语言编码原理
• 3.2.2.2 字符编码设计
• 3.2.2.3 字库设计、实现
• 3.2.3 界面菜单设计
• 3.2.3.1 菜单的多级结构
• 3.2.3.2 菜单项的生成和装载
• 3.2.3.3 菜单的显示和控制
• 3.2.4 帮助功能及提示信息功能
• 3.3 波形显示
• 3.3.1 点显示
• 3.3.2 矢量显示
• 3.3.3 波形的余辉显示
• 第四章 数据处理模块设计
• 4.1 数学运算
• 4.1.1 二元运算
• 4.1.2 FFT
• 4.1.3 数字滤波
• 4.1.3.1 数字滤波器的原理
• 4.1.3.2 数字滤波器的具体实现
• 4.2 通过失败测试
• 4.2.1 误差带的创建
• 4.2.2 测试方法
• 4.3 波形录制与回放
• 4.3.1 波形的录制
• 4.3.2 波形的回放
• 第五章 配置与状态记忆模块设计
• 5.1 I2C 总线规范概述
• 5.2 配置与状态记忆模块硬件设计
• 5.2.1 I2C 存储器件选择
• 5.2.2 电路设计
• 5.3 配置与状态记忆模块软件设计
• 5.3.1 I2C 总线接口时序设计
• 5.3.2 FM24CL04 地址
• 5.3.3 读写FM24CL04 程序设计
• 5.4 配置与状态记忆模块在整机中的应用
• 第六章 双时基功能原理与实现
• 6.1 双时基功能的原理
• 6.2 双时基功能在数字存储示波器中的实现
• 6.2.1 双时基在DSO 中的实现
• 6.2.2 双时基的应用
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历及研究成果