嵌入式數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
_OSStartHighRdy是啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)調(diào)用的，具體的路徑是主程序main.C里調(diào)用操作系統(tǒng)啟動(dòng)函數(shù)OSStart，然后調(diào)用OSStartHighRdy和_OSStartHighRdy。_OSStartHighRdy通過調(diào)用OSIntCtxSw_1米設(shè)置操作系統(tǒng)啟動(dòng)并加裁優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。
4.2 數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集模塊是嵌入式數(shù)字示波囂的重要組成部分，模塊功能的具體實(shí)現(xiàn)主要依靠采樣和數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。
數(shù)據(jù)采集模塊的程序流程圖如圖3所示。
圖3數(shù)據(jù)采集模塊流程圖
系統(tǒng)工作過程中．由于輸入信號(hào)的頻率不固定．要求隨時(shí)可以通過人機(jī)交互界面來調(diào)節(jié)系統(tǒng)顯示參數(shù)。顯示合適的周期數(shù)以便對(duì)波形避行觀察分析。采樣任務(wù)的主要功能就是顯示參數(shù)的變化來調(diào)節(jié)ADC的采樣頻率和FIFO的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)頻率，并控制ADC工作/停止?fàn)顟B(tài)和FIFO存儲(chǔ)芯片的寫狀態(tài)，使ADC和FIFO的工作時(shí)序相協(xié)調(diào)。
在S3C2410A的控制下4路ADC同時(shí)開始工作，當(dāng)4組FIFO全滿時(shí)，可產(chǎn)生一個(gè)存儲(chǔ)全滿信號(hào)量。數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的主要功能就是在接收到存儲(chǔ)全滿信號(hào)量后，通過DMA通道依次將4組FIFO中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到SRAM中。S3C2410A提供了2種DMA數(shù)據(jù)傳輸方式：?jiǎn)螖?shù)據(jù)傳輸和4數(shù)據(jù)長的突發(fā)傳輸。根據(jù)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)我們選擇單數(shù)據(jù)傳輸方式。利用DMA傳輸方式可以不通過CPU中斷來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，在數(shù)據(jù)傳輸過程中解放了CPU，使CPU 可以工作在多任務(wù)環(huán)境下，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。
4．3圖形顯示
圖形顯示分為2個(gè)工作頁面，分別由2個(gè)任務(wù)來控制：波形照示和輸入輸出顯示任務(wù)。
頁面1為波形顯示頁面，主要用于顯示4通道輸入波形和相關(guān)信息，如：周期、脈寬、最大幅值等。通過鼠標(biāo)對(duì)系統(tǒng)靜顯示參數(shù)進(jìn)行修改，如：水平時(shí)間分辨率和垂直電壓分辨率等，可方便地對(duì)波形進(jìn)行放大/縮小，左右移動(dòng)，上下移動(dòng)，便于對(duì)波形觀察、對(duì)比和分析。
頁面2為輸入輸出顯示頁面。當(dāng)切換到輸入輸出顯示頁面時(shí)，輸入輸出顯示任務(wù)開始對(duì)16路輸入口進(jìn)行高低電平的檢測(cè)，該任務(wù)通常處于掛起狀態(tài)，切換到輸入輸出顯示頁面時(shí)才開始運(yùn)行，切換到波形顯示頁面時(shí)立即掛起。
每個(gè)頁面為一個(gè)窗體，窗體又分為2個(gè)部分：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。靜態(tài)部分是固定的，在顯示波形的時(shí)候，該部分沒有變化，也不受其它影響；動(dòng)態(tài)部分是圖形按鈕以及那些隨著按鈕變化的部分。將窗體分為2個(gè)部分可以減少顯示代碼的重復(fù)讀入，提高顯示效率。
5 測(cè)試與結(jié)論
測(cè)試部分包括波形和功能測(cè)試。部分實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表1(幅值誤差為滿量程誤差)所示。
表1 部分實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
波形測(cè)試是在50Hz~100KHz的頻率范圍內(nèi)先選取固定的頻率點(diǎn)，利用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生輸入信號(hào)，在顯示屏上觀察波形并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。
功能測(cè)試是對(duì)各種圖形按鈕：動(dòng)/靜態(tài)、通道選擇、顯示/隱藏、放大/縮小,、左/右移動(dòng)、上/下移動(dòng)、左/右移動(dòng)步進(jìn)距離進(jìn)行單操作和多種復(fù)合操作，觀察功能是否能實(shí)現(xiàn)。
通過測(cè)試得出如下結(jié)論：該嵌入式數(shù)字示波器支持4通道輸入，采樣頻率范圍：2KHz～20 MHz，輸入電壓范嗣：0~+4V．測(cè)量顯示的信號(hào)頻率、脈寬和幅值精度：±0．5％。整機(jī)具有良好的人機(jī)交互界面，操作方便、功能比較豐富。既可對(duì)單通道的波形進(jìn)行觀察分析，也可對(duì)4通道的波形進(jìn)行對(duì)比分析。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：采用ARM920T核微控制器S3C2410A作為嵌入式數(shù)字示波器的主控芯片，并利用FIFO作為緩沖存儲(chǔ)器可支持多通道的波形顯示；采用鼠標(biāo)操作界面代替?zhèn)鹘y(tǒng)操
作面板；增加了輸入輸出口控制功能。
評(píng)論