基于windows平台的数字示波器显示与处理软件的设计与实现

摘要

数字荧光示波器是现代电子测量领域中重要的测量工具，它同时具有模拟示波器和数字存储示波器的优点，其波形捕获率、波形显示效果、测量功能都远远超过模拟示波器和数字存储示波器。
　　本课题研发的是模拟带宽为1GHz，最高采样率为5GSa/s的4通道数字荧光示波器。整个系统采用工控机与采集板卡相结合的架构，工控机与采集板卡通过PCI总线通信。工控机是系统的上位机，上位机作为整个系统的控制方，主要完成波形显示和分析、按键面板操作响应、菜单显示与处理、控制模拟通道和数据采集存储。本论文的主要任务是示波器显示与处理软件的设计与实现，主要分为两个部分:设备驱动程序的开发和上位机应用程序的开发。
　　论文首先对系统架构和总体方案做了简要的介绍，给出了系统软件的详细设计方案，并分析了系统实现中的难点。
　　接着，论文阐述了设备驱动模块的开发，选用WDM模型来设计驱动程序，并使用DriverStudio开发工具实现上位机与采集板卡之间的高速数据传输与控制通信。
　　然后，论文详细的介绍了应用程序的设计。上位机应用程序采用VC++6.0开发工具在基于windowsXP操作系统的工控机平台上进行开发。上位机应用程序包括菜单显示模块、波形显示模块。
　　最后论文阐述了多线程技术在示波器显示与处理软件开发中的应用，并详细阐述主线程、采集线程、键值线程、数据处理线程的实现以及这些线程的同步与通信过程。
　　本论文设计的设备驱动程序和上位机软件应用程序均已在数字示波器上实现，运行稳定。

目录

声明

摘要

缩略语表

第一章 绪论

1．1 示波器的发展与现状

1．2 课题研究的背景及意义

1．3 课题研究的主要内容

1．4 论文结构安排

第二章 系统方案设计

2．1 系统介绍和总体方案设计

2．1．1 总体方案设计

2．1．2 上位机平台

2．2 PCI总线技术

2．2．1 PCI总线概述

2．2．2 PCI总线接口芯片

2．3 软件方案设计

2．3．1 难点分析

2．3．2 软件设计方案

2．4 本章小结

第三章 设备驱动程序的设计与实现

3．1 驱动程序设计概述

3．1．1 WDM式驱动程序模型

3．1．2 驱动程序开发环境

3．2 采集板卡的PCI9054驱动程序设计

3．2．1 PCI9054传输方式

3．2．2 驱动程序以及设备初始化

3．2．3 I／O空间和内存空间的访问

3．2．4 DMA数据传输

3．2．5 中断处理

3．3 驱动程序与应用程序之间的通信

3．3．1 应用层至驱动层的通信

3．3．2 驱动层至应用层的通信

3．4 驱动程序的安装

3．5 测试验汪

3．6 本章小结

第四章 数字示波器显示模块的软件设计

4．1 图形界面显示设计

4．1．1 波形显示区

4．1．2 双缓冲绘图技术

4．1．3 显示窗口设计

4．2 菜单显示与处理实现

4．2．1 菜单结构设计方案

4．2．2 菜单与用户的交互设计

4．2．3 特殊按键控制实现

4．3 本章小结

第五章 显示与处理软件的多线程设计

5．1 线程优先级

5．2 多线程技术

5．3 上位机初始化

5．4 按键线程

5．4．1 串口通信

5．4．2 键值处理

5．5 采集线程

5．6 数据处理线程

5．7 本章小结

第六章 总结展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献