一種多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于數(shù)據(jù)示波器的數(shù)據(jù)采集測試及測量技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，嵌入式硬件集成度越來越高，模塊化設(shè)計廣泛應(yīng)用，各子系統(tǒng)之間信息的交互通常采用各種串行總線形式。數(shù)據(jù)示波器能夠?qū)σ恍┐锌偩€進行調(diào)試，對其數(shù)據(jù)實時采集、實時記錄、綜合處理分析以及監(jiān)測響應(yīng)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的測量和現(xiàn)實分析。對于數(shù)據(jù)域測試即對數(shù)字電路或系統(tǒng)的邏輯特性、邏輯電平和邏輯時序進行測試。其實現(xiàn)手段是利用系統(tǒng)有限的可用資源來尋求最大程度的、精簡的、完備的測試，然后使用這些測試來捕獲并顯示測試結(jié)果，最終完成對數(shù)字系統(tǒng)故障的檢測、分析或診斷。
[0003]對于數(shù)據(jù)域測量儀器，歷經(jīng)40多年發(fā)展，其技術(shù)手段、測量系統(tǒng)不斷創(chuàng)新不斷豐富，也必然導致其領(lǐng)域下的測試儀器，例如邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯筆等。
[0004]I) ARINC429數(shù)據(jù)測試分析儀的研宄與實現(xiàn):文章在研宄ARINC429總線、總線測試技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了 ARINC429數(shù)據(jù)測試分析儀。用于仿真、記錄、分析、處理ARINC429總線工作方式下的總線數(shù)據(jù)。
[0005]2)采用邏輯分析儀測試:邏輯分析儀是一種專門測試數(shù)據(jù)信號的專用工具，將總線上的數(shù)據(jù)以邏輯O和邏輯I表示，可以記錄總線上的數(shù)據(jù)變化，用戶可以通過記錄的波形對總線進行分析，觀察學習總線的規(guī)范或者查找總線錯誤的原因。
[0006]3)碼型發(fā)生器:碼型發(fā)生器將編碼信號送至輸出接口電路，完成信號合路、阻抗匹配，形成符合標準的信號送到被測設(shè)備；經(jīng)由設(shè)備內(nèi)或設(shè)備外環(huán)回后，信號由輸入接口電路接收。
[0007]目前，雖然已有很多廠家開發(fā)出各種特性的示波器，如:全觸控平板示波器，手持式多功能雙通道觸摸示波器，但這些產(chǎn)品只為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在這些示波器上并不能開發(fā)擴展出協(xié)議分析功能。有的大專院校開發(fā)出可短程操作的數(shù)字示波器，或示波器遠端觸控方法及系統(tǒng)，在現(xiàn)有數(shù)字示波器的基礎(chǔ)上，加入無線數(shù)據(jù)交互通道，使數(shù)字示波器可與任何一臺智能手持設(shè)備無線連接，并將現(xiàn)有數(shù)字示波器的采樣數(shù)據(jù)處理、圖像顯示以及操作和人機交互等操作轉(zhuǎn)移到智能手持設(shè)備上，或采用遠端觸控設(shè)備模擬示波器的操作界面和工作輸出界面，在模擬的操作界面上通過觸控方式下達示波器指令，將該指令通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳送給示波器；還有，有的研發(fā)公司研發(fā)出多可變帶寬數(shù)字存儲示波器。由兩個相互獨立的信號調(diào)理通道I和信號調(diào)理通道2、FPGA芯片、MVB嵌入式運算芯片、DSP芯片、LED液晶顯示觸摸屏以及USB接口組成。
[0008]但上述的觸摸式數(shù)字示波器均為數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)上都不能夠擴展開發(fā)出串行總線的采集分析功能，目前，尚沒有一種示波器系統(tǒng)通過擴展開發(fā)即可用于串行數(shù)據(jù)總線的調(diào)試、分析、監(jiān)測、顯示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)。
[0010]本實用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0011]—種多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，包括控制器，控制器通過UART串行接口與觸摸屏連接，控制器通過SPI端口與存儲器連接，控制器的串行總線接口上通過多種調(diào)試線與外部設(shè)備連接，控制器通過輸入輸出接口與兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊連接，兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)輸入端分別與采集驅(qū)動模塊連接，采集驅(qū)動模塊分別通過信號線插孔采集數(shù)據(jù)，時鐘電路分別與兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊連接，為ADC轉(zhuǎn)換模塊提供標準時鐘脈沖，電源管理電路為整個系統(tǒng)提供電能。
[0012]而且，所述控制器具體采用的型號為STM32F107VCT。
[0013]而且，所述觸摸屏具體采用的型號為迪文DMT80600T080_18WT。
[0014]而且，所述兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊具體采用STM32內(nèi)部ADC。
[0015]而且，所述電源管理電路為外接220V交流電源后為系統(tǒng)提供所需電力，或通過電池為整個系統(tǒng)提供所需電力。
[0016]而且，所述存儲器具體采用I2C串行總線的AT24C08小容量集成存儲芯片。
[0017]而且，所述多種調(diào)試線具體包括RS-232、UART、I2C、SP1、CAN形式的調(diào)試線。
[0018]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0019]本實用新型系統(tǒng)通過擴展開發(fā)即可用于串行數(shù)據(jù)總線的調(diào)試、分析、監(jiān)測及顯示，可用于實驗室或現(xiàn)場設(shè)備的開發(fā)調(diào)試，同時該系統(tǒng)裝置具有便攜性，操作簡單，使用方便，結(jié)構(gòu)合理，布置緊湊，特別適用于串行總線檢測調(diào)試。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本實用新型實施做進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0022]一種多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，如圖1所示，包括控制器，控制器通過UART串行接口與觸摸屏連接，控制器通過SPI端口與存儲器連接，控制器的串行總線接口上通過多種調(diào)試線與外部設(shè)備連接，控制器通過輸入輸出接口與兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊連接，兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)輸入端分別與采集驅(qū)動模塊連接，采集驅(qū)動模塊分別通過信號線插孔采集數(shù)據(jù)，時鐘電路分別與兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊連接，為ADC轉(zhuǎn)換模塊提供標準時鐘脈沖，電源管理電路為整個系統(tǒng)提供電能。
[0023]在本實用新型的具體實施中，所述控制器具體采用的型號為STM32F107VCT該控制器硬件上具有包括10個定時器、兩個12位1-Msample/s AD (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)、兩個12位DA(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)、兩個I2C接口、五個USART接口和三個SPI端口和高質(zhì)量數(shù)字音頻接口IIS，全速USB(OTG)接口，兩路CAN2.0B接口，以及以太網(wǎng)10/100MAC模塊。此芯片可以滿足數(shù)字產(chǎn)品需求特點。
[0024]在本實用新型的具體實施中，所述觸摸屏具體采用的型號為迪文DMT80600T080_18WT該觸摸屏與上述控制器匹配使用，具有專用的固化軟件，方便使用者開發(fā)，采用直接變量驅(qū)動顯示方式，所有的顯示和操作都是基于預先設(shè)置好的變量配置文件來工作的，該觸摸屏可方便開發(fā)人機界面，觸摸屏輸入法、彈出菜單、滑塊拖動、增量調(diào)節(jié)等觸摸屏交互方式和變量圖標、藝術(shù)字、曲線顯示、時間變量的特點。
[0025]在本實用新型的具體實施中，所述兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊具體采用STM32內(nèi)部ADC。與上述控制器匹配使用具有12位1-Msample/s ADC采樣的特出優(yōu)點。
[0026]在本實用新型的具體實施中，所述電源管理電路為外接220V交流電源后為系統(tǒng)提供所需電力，或通過電池為整個系統(tǒng)提供所需電力。
[0027]在本實用新型的具體實施中，所述存儲器具體采用I2C串行總線的AT24C08小容量集成存儲芯片，可存儲IK字節(jié)數(shù)據(jù)。該電路簡單，使用串行數(shù)據(jù)線SDA和串行時鐘線SCL可接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0028]在本實用新型的具體實施中，所述多種調(diào)試線具體包括RS-232、UART, I2C、SP1、CAN形式的調(diào)試線。
[0029]工作原理
[0030]該項目為現(xiàn)場測試調(diào)試示波器，具有示波器的測量顯示功能，開發(fā)人員可根據(jù)具體需要還可開發(fā)出總線分析調(diào)試功能。具體內(nèi)容為:
[0031]I)串行設(shè)備的調(diào)試
[0032]為開發(fā)人員提供方便的調(diào)試分析工具，開發(fā)人員可根據(jù)具體需要在此系統(tǒng)上開發(fā)檢測軟件，應(yīng)用此系統(tǒng)提供常見串行通訊協(xié)議分析(CAN，I2C，SPI，RS232，UART)。設(shè)計串行設(shè)備適配器，通過DGS觸摸屏，設(shè)置串行通訊參數(shù)，收發(fā)送串行幀數(shù)據(jù)，調(diào)試串行設(shè)備。
[0033]2)串行通訊數(shù)據(jù)采集
[0034]采用并行LVDS/CMOS輸出的雙路高速ADC模塊，實時采集監(jiān)視串口輸出數(shù)據(jù)，準確捕獲、記錄并顯示CAN，I2C，SPI, RS232，UART總線的工作狀況，實現(xiàn)信號電平測量監(jiān)控。
[0035]3)串行通信協(xié)議簡單分析
[0036]開發(fā)人員根據(jù)具體需要在此系統(tǒng)上開發(fā)檢測軟件，對各串行協(xié)議進行分析，對串行通信的時鐘通道、數(shù)據(jù)通道、觸發(fā)類型進行設(shè)置，監(jiān)測，分析解碼，以列表方式輸出分析結(jié)果O
【主權(quán)項】
1.一種多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，其特征在于:包括控制器，控制器通過UART串行接口與觸摸屏連接，控制器通過SPI端口與存儲器連接，控制器的串行總線接口上通過多種調(diào)試線與外部設(shè)備連接，控制器通過輸入輸出接口與兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊連接，兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)輸入端分別與采集驅(qū)動模塊連接，采集驅(qū)動模塊分別通過信號線插孔采集數(shù)據(jù)，時鐘電路分別與兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊連接，為ADC轉(zhuǎn)換模塊提供標準時鐘脈沖，電源管理電路為整個系統(tǒng)提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器具體采用的型號為 STM32F107VCT。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏具體采用的型號為迪文DMT80600T080_18WT。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，其特征在于:所述兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊具體采用STM32內(nèi)部ADC。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，其特征在于:所述電源管理電路為外接220V交流電源后為系統(tǒng)提供所需電力，或通過電池為整個系統(tǒng)提供所需電力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，其特征在于:所述存儲器具體采用I2C串行總線的AT24C08小容量集成存儲芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，其特征在于:所述多種調(diào)試線具體包括RS-232、UART, I2C、SP1、CAN形式的調(diào)試線。
【專利摘要】本實用新型涉及一種多功能數(shù)據(jù)示波器系統(tǒng)，包括控制器，控制器通過UART串行接口與觸摸屏連接，控制器通過SPI端口與存儲器連接，控制器的串行總線接口上通過多種調(diào)試線與外部設(shè)備連接，控制器通過輸入輸出接口與兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊連接，兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)輸入端分別與采集驅(qū)動模塊連接，采集驅(qū)動模塊分別通過信號線插孔采集數(shù)據(jù)，時鐘電路分別與兩路ADC轉(zhuǎn)換模塊連接，電源管理電路為整個系統(tǒng)提供電能。本實用新型系統(tǒng)通過擴展開發(fā)即可用于串行數(shù)據(jù)總線的調(diào)試、分析、監(jiān)測及顯示，該系統(tǒng)裝置具有便攜性，操作簡單，使用方便，結(jié)構(gòu)合理，布置緊湊，特別適用于串行總線檢測調(diào)試。
【IPC分類】G01R13-02
【公開號】CN204479630
【申請?zhí)枴緾N201520117151
【發(fā)明人】石梅香, 陳艷習
【申請人】天津市職業(yè)大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月26日