数字示波器自动校准软件设计

摘要

数字示波器作为一种高精度电子测量仪器，被广泛应用于电子测量领域中。为保证数字示波器测量精度，数字示波器必须定期进行校准。数字示波器手动校准方式存在效率低、成本高、易出错等诸多缺点，使得手动校准方式不足以满足数字示波器校准工作的需求。在这一背景下，本课题基于LabWindows/CVI集成开发环境，利用虚拟仪器技术对数字示波器自动校准软件进行了深入研究。主要内容如下：
　　（1）根据数字示波器自动校准需求分析，确定软件总体设计方案，基于分层设计以及模块化设计思想进行软件层次划分、模块划分，完成软件总体框架设计。
　　（2）应用层设计。主要内容包括用户界面模块设计、软件配置模块设计、指令检查模块设计、数据库模块设计、报表模块设计。其中，用户界面模块负责提供人机交互接口；软件配置模块则是利用自定义命令行语句解决不同仪器程控命令的差异，提高软件的通用性；指令检查模块则是为软件的正确运行提供保障；数据库模块则是对数据表格的创建、数据的存储、数据的查询等功能进行了封装，简化数据表格的操作；报表模块则负责校准报表的自动生成与打印。
　　（3）校准层设计。主要内容包括仪器控制模块设计、系统初始化模块设计、自动测试模块设计、自动校准模块设计。其中，仪器控制模块利用VISA库屏蔽仪器总线的差异，利用SCPI命令实现仪器的控制；系统初始化模块负责获取仪器信息，检查软件配置；自动测试模块则利用哈希表数据存储结构提高关键字解析效率，进而实现仪器程控、完成参数测试；自动校准模块则为数字示波器的校准项目的自动校准提供具体函数。
　　本设计可快速完成GPIB、USB、LAN等总线数字示波器的自动化校准，并具有误差测试、误差校正、数据存储与查询，自动生成报表等功能。本设计的优点在于：大大提高了数字示波器校准工作的效率，避免了手动操作引起的误差，并且系统可以长时间稳定运行。在示波器自动校准领域具有较大的应用及推广价值。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外发展现状

1.3课题任务及章节安排

第二章 软件总体设计

2.1数字示波器自动校准需求分析

2.2软件总体方案设计

2.3软件设计重难点分析

2.4本章小结

第三章 应用层设计

3.1用户界面设计

3.2软件配置模块设计

3.3指令检查模块设计

3.4数据库模块设计

3.5校准报表模块设计

3.6本章小结

第四章 校准层设计

4.1仪器控制模块设计

4.2系统初始化模块设计

4.3关键字存储设计

4.4自动测试模块设计

4.5自动校准模块设计

4.6本章小结

第五章 软件功能测试

5.1软件功能测试概述

5.2软件功能测试

5.3本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果