基于Windows平台虚拟示波器的设计与实现

发布时间：2024-02-03 13:44

　　如今嵌入式设备的开发及调试过程中,开发者经常需要对设备内部的关键变量进行实时监控,进而准确分析设备当前的运行状态。传统示波器由于自身结构的限制,已经难以满足用户日益多元化和高效化的检测需求,因此虚拟示波器这一全新的仪器概念进入了开发者的视野。通过模块化采集的硬件设备,配合高性能的平台处理软件,虚拟示波器可以让开发者自由灵活地监控并分析嵌入式设备内部的数据。相对于传统示波器,虚拟示波器的成本更低,适用范围更广,功能扩展性更强。本课题采用数据采集设备,配合平台示波器软件的架构,设计了一套基于Windows平台的虚拟示波器系统,目标是采集并绘制来自以MCU为核心的电控系统的波形数据,监视其内部的关键变量。数据采集硬件设备采用STM32F103系列单片机作为核心控制芯片,平台软件则使用MFC框架,通过Direct2D引擎自绘的方式开发了基于滚动模式的双窗口、八通道的波形显示控件。具体研究内容如下:(1)数据采集模块:负责数据的采集工作。对比研究数据采集设备的硬件方案,并在选定方案的基础上制定采集设备与平台软件之间基于UDP的通讯协议。协议内增加了时间戳和CRC校验机制,保证了数据传输的可靠性。...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图6.2数据采集设备实图

第六章功能测试与验证59(b)图6.1虚拟示波器系统整体工作图图6.2所展示的硬件就是本文所设计的数据采集设备。设备使用STM32F1系列单片机作为主控MCU，使用W5500作为TCP/IP芯片。设备下方分别是USB供电接口和以太网口，中间的指示灯用于显示当前设备是否连接以太网。....

图6.1虚拟示波器系统整体工作图

第六章功能测试与验证59(b)图6.1虚拟示波器系统整体工作图图6.2所展示的硬件就是本文所设计的数据采集设备。设备使用STM32F1系列单片机作为主控MCU，使用W5500作为TCP/IP芯片。设备下方分别是USB供电接口和以太网口，中间的指示灯用于显示当前设备是否连接以太网。....

图6.3通讯过程中的UDP抓包图

第六章功能测试与验证60下图6.3是数据采集设备与平台软件通讯时，计算机使用WireShark软件抓取的本地连接网络通讯报文，图中红框部分就是该条数据中的应用层部分。如图所示，该部分在数据中的位置是从0x2A开始到0xB2结束，共计137个字节。报文使用0x55开头，0xAA结尾....

图6.4示波器软件环形缓存区监视图

第六章功能测试与验证61图6.4示波器软件环形缓存区监视图6.2波形显示测试6.2.1波形绘制测试波形绘制功能的验证主要在两个方面，一是首先验证平台软件是否能实现波形数据的绘制，二则是进一步验证软件是否能针对MFC消息做出处理，即能否完成与用户的交互过程。下图6.5所示即软件运行....

本文编号：3894252