六通道16位PXI采集模块软件设计

摘要

在现代工业测试中,对多点信号的实时采样要求越来越高。这样往往需要采集模块具有多个通道,能够对数据进行实时采集和同步处理显示。因此研制一款多通道、实时显示的虚拟仪器类采集模块变得迫切需要。在仪器软件化的趋势下,由于硬件的的存储容量和计算处理能力有限,开发成本较高。本项目研制基于PXI总线的六通道采集模块软件,充分利用计算机资源,使数据的采集、存储、处理都由运行在计算机中的软件来完成,实现六通道的同步显示。增强了采集模块的数据处理及存储能力,节约了开发成本。
　　文中重点对多通道采集模块软件的实现进行研究,通过分析硬件平台及指标任务设计出软件的整体方案,整个软件包括采集模块应用程序与仪器驱动器两大部分。最后通过测试检测软件功能是否正常。主要研究内容如下:
　　1、采集模块应用程序主要设计六通道显示的主界面,进行相应的通道控制和波形实时显示。设计查找仪器界面和光标测量界面、参数测量设置界面等辅助界面来完成相应的仪器查找、参数的设置、波形参数的实时处理。在整个设计过程中通过将各个通道封装成相应的类,对采集模块的各个功能用软件模块化,便于对程序的后续升级和维护。在设计中采用相应的多线程技术来实现多通道的连续采样与同步显示。通过抽点插值算法对数据进行处理。使用双缓冲技术使波形快速刷新,提高程序的运行效率。
　　2、仪器驱动器封装相应的接口功能函数实现与硬件的通信。接收人机交换界面应用程序设置的参数信息,并转换成相应命令发送到相应的FPGA端口,完成相应的通道控制、触发功能设置,以及实现不同的采样方式对通道进行采集。通过PXI总线将从硬件采集到的数据传输到人机交换界面应用程序。同时通过相应的算法计算波形数据的参数信息。整个程序符合IVI设计规范,具有较强的兼容性。
　　3、最后经过与硬件的联合调试及各个功能部分的测试,本采集模块能够对六通道模拟输入信号进行实时连续采集与同步显示,在人机界面应用程序控制通道工作,实现通道触发功能,具有波形分析的能力。同时文件系统的设计、实时采样技术以及数据处理的优化较好的实现大容量的数据存储、波形的连续滚动显示。软件设计达到要求。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 课题任务与本文主要工作

第二章 采集模块软件总体设计

2.1 采集模块软件功能需求分析

2.2 采集模块硬件工作原理

2.3采集模块软件设计方案

2.4小结

第三章 采集模块应用程序设计与实现

3.1应用程序的框架及流程

3.2应用程序界面设计

3.3多通道实时采集与波形数据存储

3.4多通道同步显示及参数显示

3.5多通道间相位延迟测量的算法实现

3.6小结

第四章 采集模块仪器驱动器的设计与实现

4.1仪器驱动器整体设计

4.2仪器驱动接口函数的设计

4.3仪器驱动器应用功能模块的设计与实现

4.4小结

第五章 软件调试及功能测试

5.1与硬件的联合调试

5.2软件测试结果及分析

5.3小结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果

附录