100MHz 数字存储示波表样机的研究与试制----数据采集系统设计(四)

波器就像一台图像记录仪，记录笔在屏幕右端，纸由左向右移动。当扫完一屏后，在显示新波形的同时删除旧波形数据，新波形与旧波形之间有一格的空白区来加以区分。由于扫描方式主要是用来观测低频信号和变化缓慢的信号，所以如果采用通常的触发方式来显示波形的话，触发条件会很难满足，故示波器工作在扫描方式下时不考虑触发信号。

本项目中，我们设计当时基档打在100ms/div和更高的档位时采用扫描方式。具体的实现流程如图3-23.

从图中我们可以看到扫描功能主要由index0，index1，index2三个计数器来完成。其中，index0中的计数值表示最新显示数据距显示屏左端的距离，它的范围为0～249；index1中的计数值表示波形没扫完一屏时距显示屏左端的距离，范围为1～250；index2中的计数值表示要清除的旧波形距显示屏左端的距离，范围为0～249.它的具体实现过程是：首先初始化，将index0，index1，index2设置为0，然后判断是否设置为扫描模式。当确认为扫描模式后，判断FIFO里是否采集够100个点。采满100个点后，将这100个数据存入相应的存储空间，并使index0，index1开始计数。当index1计数到225的时候，也就是新波形数据已经扫描完第九格时，index2开始计数，即开始清除显示屏最左端第一列的最老数据，这样保证了新波形与旧波形之间有一格的空白显示区。当扫描完一屏后，即index1计数到250的时，其值不再变化，保持250不变。注意，在扫描模式下不考虑触发信号，AD不停的采样，一次性写入FIFO 100个点。显示时读出这100个点，从中选出最大值和最小值，再与前面最近的点比较，选出最终的最大最小值，显示在同一坐标轴上。每显示和清除一列波形，屏幕刷新一次。

3.6时基电路的实现

时基电路是数字存储示波器的重要组成部分，它的作用主要是提供AD的采样时钟和FIFO的写时钟。它的电路实现如图3-24.

图中fp0为源时钟，它是由外部晶振提供的标准100MHz频率信号。进来的100MHz频率信号经过由四个74390和两个T触发器构成的二分频、四分频器组成的分频网络，按照1、2、5步进的方法产生所需要的AD采样频率和FIFO写时钟。在示波表的控制面板上有一个时基控制按钮sec/div，不同的时基档位下对应着不同的采样频率。每选择不同的时基档位时，图中的base_sel[5..0]信号即时钟选择信号就会输出不同的值以选择与档位相应的采样时钟。具体的时基档位与采样时钟以及每个档位下存储深度的对应关系如表3-3.另外，从图中我们还可以看到有两个由peak_sel作为选择信号的选择电路。这主要是用来实现在峰值检测时特殊的写FIFO时钟和固定AD采样频率为10MHz.（请参考3.4.4节）