简易多通道虚拟示波器的技术研究

参数值运行。ADC转换完成中断产生后，读取当前转换值，读取完成后进行数字均值滤波，降低输入信号的干扰。滤波完成后将结果通过串行通信传送给PC机。

然后进行延时后启动下一次的转换后中断返回。整个过程中，系统通过中断方式完成，具有响应及时、提高单片机处理内部和外部事件能力的特点。

2.2 上位机软件设计

LabVIEW是美国国家仪器(NI)公司研发的，类似于C和BASIC开发环境。它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。

LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能[5]。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。

本设计采用LabVIEW开发平台制作上位机软件，软件界面如图5所示。该上位机调用底层RS232通信模块[6]，结合通用的波形显示、按钮开关等通用模块设计出如图5所示的具有串口参数选择、实时波形显示、采样通道选择、波形参数计算、存储波形数据和采样速率可调的虚拟示波器上位机软件。软件中首先通过串口参数调整复选框选择PC机串口数据，然后打开软件开关，当串口接收数据后将实时波形以及周期和幅值等显示在软件界面上。同时软件设有通道选择旋钮和采样速率选择滑动杆用于改变波形输入通道和采样速率。软件还设有波形数据存储按钮，当按钮打开时，软件会将接收到的数据按照波形数据文件以数组形式存储在PC的磁盘内。Matlab和Exel等数据处理软件可方便的调用该文件进行分析，方便对其进行更加复杂的数据处理和数据的再现。

图5 上位机软件界面图。

3 结论

本文设计的虚拟示波器系统由单片机ATmega16和Max232构成的下位机系统及由LabVIEW开发的上位机软件构成。系统充分利用ATmega16单片机软硬件资源，方便快捷地实现数据采集。并且通过RS232接口实现与上位PC机的连接，PC机通过LabVIEW开发平台方便地实现进行数据的分析、处理、存储和打印输出的简易虚拟示波器。本系统具有电路简单、使用灵活方便等特点。因此能广泛应用于工业、农业、水文系统、环境监测等领域，实现现场勘测和数据采集。