数字示波器串行总线协议分析模块的软件设计

发布时间：2017-10-21 09:33

  本文关键词：数字示波器串行总线协议分析模块的软件设计

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【摘要】：随着串行总线技术的发展和广泛应用,对数字示波器的开发提出了更高的要求,开发具备串行总线协议分析功能的数字示波器已成为必要。国外一些高档数字示波器都集成有串行总线协议分析功能,而我国该项技术较为落后。针对该现状,本论文主要完成数字示波器串行总线协议分析的软件设计。整个软件的开发基于工控机和Windows操作系统,可分为三个主要模块：消息处理模块、参数设置模块、串行总线协议分析模块。论文的主要内容有：1.对比国内外数字示波器串行总线协议分析功能的研究现状,对论文课题的实现指标和实现方案进行阐述和论证。包括硬件结构框架,软件平台的搭建和软件开发环境的介绍。2.消息处理模块,先分析任务需求及难点,提出实现方案。创建键值接收线程和键值处理线程,采用多种方法实现线程间的同步,利用串口通信技术,完成键盘消息的接收和发送。3.参数设置模块,先分析任务和功能需求,再将参数类型分为命令参数和数据参数两种,分别实现两种参数类型的设置。其中数据参数的参数设置面板的设计采用高位固定法进行显示与算法设计,将数据和掩码发送给FPGA完成信息交互。4.串行总线协议分析模块,首先分析协议分析的数据来源,然后根据三种串行总线的协议规范,详细阐述实现串行总线的数字标签、数字波形、事件列表、事件搜索功能的具体方法。其中事件搜索功能,采用时间复杂度较低的KMP搜索算法实现。最后,对各功能模块进行调试、测试、验证,分析调试中遇到的问题并解决。经测试验证,三种串行总线解码、事件列表、事件搜索功能均正确,运行稳定。
【关键词】：数字示波器 串行总线 协议分析 I2C、SPI、I2S
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM935.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.1.1 数字示波器及总线技术概述8-9
• 1.1.2 数字示波器串行总线协议分析的意义9
• 1.2 数字示波器串行总线协议分析的发展现状9-10
• 1.3 论文研究的主要内容10-11
• 1.4 论文结构安排11-12
• 第二章 系统方案设计12-20
• 2.1 课题任务要求及功能指标12-13
• 2.1.1 课题任务要求12
• 2.1.2 功能指标12-13
• 2.2 硬件结构介绍13-14
• 2.3 软件方案设计14-18
• 2.3.1 软件功能分析14-15
• 2.3.2 软件模块划分15
• 2.3.3 软件设计方案15-18
• 2.4 开发环境18-19
• 2.4.1 开发工具的选择18
• 2.4.2 Visual C++6.0概述18
• 2.4.3 Visual C++6.0开发过程18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第三章 消息处理与参数设置模块的设计20-34
• 3.1 键盘消息接收与处理模块方案设计20-21
• 3.1.1 任务需求及难点分析20
• 3.1.2 方案设计20-21
• 3.2 键盘消息接收与处理模块的实现21-25
• 3.2.1 串口通信初始化21-22
• 3.2.2 多线程设计22-25
• 3.3 参数设置模块的方案及命令参数设计25-29
• 3.3.1 任务分析及方案设计25-27
• 3.3.2 命令参数需实现的功能27
• 3.3.3 命令参数设计的实现27-29
• 3.4 数据参数的设计29-33
• 3.4.1 两种显示算法29-31
• 3.4.2 算法的设计与实现31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 串行总线协议分析模块的设计34-60
• 4.1 I2C总线协议分析的设计34-47
• 4.1.1 I2C总线协议规范34-36
• 4.1.2 I2C总线数字标签的设计36-39
• 4.1.3 I2C总线事件列表的设计39-41
• 4.1.4 I2C总线事件搜索的设计41-47
• 4.2 SPI总线协议分析的设计47-53
• 4.2.1 SPI总线协议规范47-49
• 4.2.2 SPI总线数字标签的设计49-51
• 4.2.3 SPI总线事件列表的设计51-53
• 4.2.4 SPI总线事件搜索的设计53
• 4.3 I2S总线协议分析设计53-59
• 4.3.1 I2S总线协议规范53-55
• 4.3.2 I2S总线数字标签的设计55-57
• 4.3.3 I2S总线事件列表的设计57-58
• 4.3.4 I2S总线事件搜索的设计58-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 调试和功能性验证60-78
• 5.1 调试中出现的问题和解决方法61-63
• 5.1.1 常规问题61-62
• 5.1.2 界面显示闪屏问题62-63
• 5.1.3 数据参数设置面板数据掩码问题63
• 5.2 串行总线协议分析功能验证63-77
• 5.2.1 I2C总线协议分析验证64-68
• 5.2.2 SPI总线协议分析验证68-72
• 5.2.3 I2S总线协议分析验证72-77
• 5.3 本章小结77-78
• 第六章 总结与展望78-80
• 6.1 总结78
• 6.2 展望78-80
• 致谢80-82
• 参考文献82-84

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本文编号：1072623