基于STM32虚拟示波器制作(上位机协议+下位机源程序+电路图)

guitarhua 2015-01-22

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以“低成本和高性能”为设计思想，借助虚拟仪器的概念和高速的数字信号处理算法将传统的函数发生器、示波器、数据记录仪、频率计、谱分析仪以及滤波器设计和仿真等功能高度集成、统一平台方便使用。
软件环境支持声卡、USB模块和虚拟仿真，三种模式。声卡模式，可以借助电脑的声卡来完成对音频范围内信号的分析和处理；USB模块，可以完成对带宽允许内的信号的分析和处理；其中演示模式采用软件模拟来实现所有的功能，便于教学和理论的演示。
公开软件通信协议，可以按照协议将自己的硬件加入我们的软件环境，使用所有的分析功能。
函数发生器
支持产生“正弦波”、“三角波”、“矩形波”、“上锯齿波”、“下锯齿波”、“白噪声”和“合成波形”，并提供峰值、频率、输出相位差的调整功能。
波形文件输出，可以支持“正弦波”、“三角波”、“矩形波”、“上锯齿波”、“下锯齿波”、“白噪声”和“合成波形”，提供峰值、频率、输出相位差的调整功能，支持以wav、txt、hex和mif文件形式的输出。

示波器/谱分析仪
可以工作在“声卡”、“USB模块”、“仿真”和“串口捕获”四种模式。支持任意多画面的同时显示，便于波形的多样分析；支持输入波形硬件和软件触发；支持输入波形的插值和等效采样；支持输入波形的“相加”、“相减”和“相乘”合成；支持对输入波形加“矩形窗”、“三角窗”、“海明窗”、“汉宁窗”和“布莱克曼窗”；支持对输入波形的滤波处理；支持对输入波形的“李萨茹图形”、“幅频”、“相频”、“对数幅频”、“自功率谱”、“对数自功率谱”、“自相关”和“互相关”的分析。

数据记录仪
数据记录仪可以从声卡或者USB模块连续的记录采集的数据，存储成wav格式的文件；同时还支持将wav的文件直接导入；支持全局数据的浏览。

滤波器设计
支持设计IIR和FIR滤波器，并且可以将设计的滤波器用于采集数据的滤波处理和仿真模式的理论演示；其中IIR支持“巴特沃斯”、“切比雪夫I”、“切比雪夫II”、“椭圆”和“贝塞尔”类型的滤波器设计；FIR支持“矩形窗”、“三角窗”、“汉宁窗”、“海明窗”、“布莱克曼窗”和“凯塞—贝塞尔窗”；支持将设计好的图像保存；将设计的H(z)系数保存成txt文件，用于其它的设计系统中；将设计的参数保存成fdd格式，便于以后的打开以及用于波形处理和仿真。
协议
公开软件的通信协议，学习版。可以根据协议，将自己开发的硬件加入我们的软件环境。
主要特性:
1、高速的USB数据传输；
2、测量信号最小输入:-30V（配合探头X10）；
3、测量信号最大输入:+30V（配合探头X10）；
4、最大测量频率:200KHz；
5、存储深度：单通道8K；
6、电压分辩率:3V/256；
7、通道数量:2；
8、具有上升沿或下降沿触发功能；
9、可以保存波形；
10、暂停功能.
11、游标移动测量电压与时间.
12、实测信号的频率,平均值,峰峰值的显示.
13、方便的Windows仿实物的人机界面；
14、通过软件界面进行各种切换操作；(时间，刻度,电压刻度,关闭与开启通道等)
15、具有对保存的波形进行放大与缩小,视窗选定部分观察功能.
16、分析功能：支持输入波形的“相加”、“相减”和“相乘”合成；支持对输入波形加“矩形窗”、“三角窗”、“海明窗”、“汉宁窗”和“布莱克曼窗”；支持对输入波形的滤波处理；支持对输入波形的“李萨茹图形”、“幅频”、“相频”、“对数幅频”、“自功率谱”、“对数自功率谱”、“自相关”和“互相关”的分析。
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