波形的采集存储与回放系统

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波形采集、存储与回放系统的设计

波形采集、存储与回放系统的设计作者：钟秀娟来源：《软件工程师》2013年第10期摘要：本系统利用MSP430F149单片机控制，可以同时采集单极性和双极性两路周期信号，并存储到FLASH存储器，系统断电重启后，能连续回放已采集的信号，同时测量信号周期和电平并显示。

本设计主要有输入电路模块、信号放大处理模块、单片机控制电路模块、D/A转换模块和输出模块等组成。

本系统特点是功耗低，高输入阻抗，低输出阻抗，回放信号与原信号误差小，能显示信号周期和高低电平。

关键词：MSP430F149单片机；A/D转换器；D/A7524转换器中图分类号：TP274.2 文献标识码：A1 总体方案设计及框图本系统主要由输入电路（集成运放和整形电路）部分、A/D转换电路模块、单片机及显示电路模块、D/A转换（DA7524转换电路）和输出电路模块[1]。

输入信号经电平移位电路，经A/D转换后存入储存器并实时显示，回放时经D/A转换，显示在示波器上。

具体框图如图1所示。

2 电路的设计与流程图设计（1）采样信号处理通过电阻分压方式实现电压的零点偏置，将电压整体抬高。

电阻分压方式具有结构简单，成本低的优点，且允许幅值较大的双极性模拟信号在板内传输，在外界干扰一定的时候，提高了信噪比[2]。

对于MSP430F149内部的积分型ADC而言，电阻分压方式的输入阻抗较大，为保证片内电容的充电时间，以达到应有的测量精度，需相应延长采样的时间。

（2）输入电路的设计由于MSP430F149内置的模数转换器（ADC）只能对低于3.3V的电压采样，而系统要求能完成对A通道高电平约4V，低电平接近0V信号的采样，所以系统在输入部分设计了一个同相比例运放电路，将输入信号衰减一倍，使之达到单片机对电压的采样要求。

（3）整形电路频率测量时，利用MSP430F149单片机捕获输入信号上升沿，计算两个上升沿之间的时间差，即信号的周期。

但设计的电路是正弦信号，有上升沿，不能达到电路的测量要求，所以本系统设计了一个整形电路，将正弦波信号转换为同频率的方波信号输出，以使单片机能准确捕捉到每一个上升沿信号。

数字示波器中的波形存储、录制与回放

数字示波器中的波形存储、录制与回放郑涛;杨拴科;金印彬【摘要】波形存储、录制与回放是数字示波器的重要功能.在此采用闪速存储器( FLASH Memory)存储重要的波形数据,方便用户事后调出观察、分析和对比.每段波形存储的长度固定,根据存储波形的序号、大小、起始地址等建立波形存储索引表,通过查询波形索引表可选择要回放的波形.还可以通过波形录制功能把信号波形录制到静态数据存储器(SDRAM)中,然后回放波形,寻找并观察自己需要的波形.通过直接存储(DMA)方式实现将显示缓冲区存储的波形搬移到波形录制的缓存中去,实现了数据的高速存储.在手持式示波表的研制过程中实现了此波录制和回放方法达到了预期的效果.%Waveform storage, recording and playback are the important functions of a digital oscilloscope (DSO). The FLASH memory is adopted to store the important waveform data. It is convenient for users to call out the waveform informa-tion to observe, analyze and compare. Since the length of each stored waveform is fixed, and the index table of the stored waveforms is established according to their serial numbers, sizes and starting addresses, the waveform that is needed to play-back can be found by querying the index table. Signal waveforms can be also recorded in the static data memory (SDRAM) by the waveform recording function, and then users could find and observe the required waveform by waveform playback. The waveform data stored in display buffer can be moved to the recording buffer though the way of DMA to achieve the high-speed data storage. Waveform storage, recording and playback havebeen implemented during the development of the handheld oscil-loscope. The desired result was achieved.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)018【总页数】4页(P149-152)【关键词】数字示波器;波形存储;波形录制;波形回放【作者】郑涛;杨拴科;金印彬【作者单位】西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049;西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049;西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TN919-34;TM9330 引言自然界的信号大多都是瞬时变化的一过性信号，采用示波器的触发功能可以捕获符合触发条件的信号，一些重要的信号需要存储并做进一步的观察和分析。

新手工程师必看泰克数字示波器使用方法

若发现功能模块存在故障，则根据故障现象进行针对性排查，如更换探头、调
整触发电平等。
若初步检查无问题，则进入下一步，检查示波器各功能模块是否正常工作，如通道、触发、采样等。
排查完成后，再次检查示波器是否正常工作，若问题仍未解决，则考虑联系专业维修人员进行进一步检修。
实用故障排除技巧总结
熟悉示波器基本操作
04
测量参数设置与调整技巧
垂直系统设置
03
通道耦合
垂直灵敏度
选择适当的通道耦合方式（AC/DC/GND），以便正确显示信号。对于交流信号，选择AC耦合可以消除直流分量；对于直流信号，选择DC耦合。
调整垂直灵敏度（V/div）以适应信号幅度，确保信号在屏幕上的完整显示。过小的灵敏度可能导致信号截断，过大的灵敏度则可能使信号细节难以观察。
THANKS
触发电平调整
调整触发电平以确保示波器在信号的合适位置触发。触发电平过高可能导致示波器无法触发，触发电平过低则可能导致误触发。
05
高级功能应用实例分析
FFT频谱分析功能应用
FFT功能介绍
FFT（快速傅里叶变换）是一种将时域信号转换为频域信号的算法，通过FFT分析，可以直观地观察信号的频率成分和幅度。
边缘触发
适用于大多数通用信号测试，可稳定触发并捕获信号波形。
脉宽触发
针对特定脉宽范围的信号进行测试，提高测试效率。
欠幅/过幅触发
用于检测信号幅度异常，便于故障排查。
பைடு நூலகம்逻辑触发
支持复杂的逻辑组合触发条件，满足复杂数字电路的测试需求。
强大数据处理能力
01
02
波形数学运算
泰克数字示波器支持多种波形数学运算功能，如加法、减法、乘法、除法等，方便工程师对信号进行进一步处理和分析。

简单心电图仪设计论文

简易心电图仪摘要：本系统主要以TI公司的低功耗msp430单片机为控制核心，由放大电路、右腿驱动电路、滤波网络、心电波形显示、存储与回放等模块组成。

利用高精度仪表放大器INA128和精密放大器OP07级联的方式对两路心电信号放大。

采用有源高低通滤波电路对心电信号进行综合处理。

设计还采用了右腿驱动电路抑制干扰，提高了放大器的共模抑制比。

单片机和液晶显示器实现了对心电波形的显示、存储与回放。

最终达到各项指标的要求，实现了低功耗的特点。

关键字：示波器滤波网络右腿驱动OP07 NE5532目录一、绪论 (3)（一）研究背景 (3)（二）心电图仪的发展现状 (3)（三）研究意义 (4)二、总体设计 (4)（一）便携式要求 (4)（二）设计框图 (5)三、硬件设计 (5)（一）电极的选择 (5)（二）导联方式的选择 (6)（三）放大电路 (7)（四）滤波网络 (8)四、软件设计 (9)（一）软件设计框图 (9)（二）程序源代码 (11)五、测试 (11)（一）测试仪器 (11)（二）系统测试 (11)（三）测试结果 (12)附录 (13)附录一 (13)附录二 (13)一、绪论(一)研究背景有很多病情较轻或者处在康复期内的心脏病患者，在较长时期内都离不开心电监护系统；或者有些心脏病偶发患者需要长期、连续观察心电参数，以捕捉某一瞬间出现的症状；也有些偏远地区的医院遇到疑难病症，病人在较长时间内需要得到上级医院专家的观察。

基于上述情况，开放一种便携的家用心电图仪，使得病人在家里可以观察并记录自己的心电信号，以备医生检查需求。

本设计介绍的就是一款体积小、重量轻、成本低、质量高、操作简单的便携式心电图仪。

(二)心电图仪的发展现状20世纪80年代心电图仪的特点是小型化、记录时间长，回放系统使用了计算机，并能够准确计算心率、异位心搏和ST段改变，打印系统已经普遍配备激光打印机。

20世纪90年代后的心电图仪的特点是体积小、佩戴舒适、存储容量打、电波保真度搞等。

基于LPC1758的波形采集存储与回放系统设计

一
ＧＮＤ
图２电压跟随器
十Ｖ５
图２所示』。
因本系统Ａ通道输入的电压信号约为４Ｖ，于ＡＤ转换器所能处理信Ｃ大／号的电压，采用运放Ｔ０１衰减电故Ｌ６做
路，图３所示。如
Ｃ
ｔｃｕａｌｃｌｌｅｔｅｓｎｌｙｌ．Ｅｇｍｐｎｌｏｔｍｗａｓｄｆｒｖｆｒｓａｅｕｇｎ．ＴｅＤＡｃｎｅｓｎｓｎｆｒｐｏｅｓｇｏａｃｒｔｙａｃａｉａｃｃｅｄｅｊｉｇａｒｈｓｕｅｅｏｍｈｐｄｍｅｔｈ／ｏｖｒｏｉａａｔｒｃｓｉｅｕｔｈｇｕｇｉｏｗａｊｉｇｌｅｎ
１２２Ａ通道后级信号处理电路图．．１）Ａ通道后级信号处理框图将存放在Ｆａｈ中的数据取出送入ｌｓ
片内ＲＭ中，Ａ通过ＲＭ传人单片机内Ａ部ＤＡ转换器中，／／ＤＡ转换的输出信号经过一级固定增益放大和滤波后，即可达到所要求的波形，后再将其然送入示波器显示，样就形成了一个这信号回放系统。２）固定增益放大电路固定增益放大电路如图４所示，
罗乐，李可为，贤进笪
（都工业学院成通信工程系，都成６０３）１０１
摘要：为解决波形采集、存储及回放的问题，详细介绍其基本原理、电路及程序设计。系统采用电压跟随器将信号衰减后经低
通滤波器送入ＡＤ转换器，／完成数据采样，时实现阻抗匹配并达到隔离效果。采用高性能低功耗ＬＣ７８微处理器作为主同Ｐ１５

简易波形采集、储存与回放系统设计(硬件方案)

1，内部自带8路10位高精度ADC采集，3通道DAC
2，内部自带29KB的EEPROM储存

3，高达27M主频的处理速度
4，26IO口
主要原理框图
双极性电压变单极性电压电路
电压跟随器
同Hale Waihona Puke 比例放大器U2BU1A LM324
信号的输入端接一个电压跟随器，运算放大器构成的电压跟随器的输入电压与输出电压是相等的，且输入阻抗很大，输出阻抗很小。接这样的电路可减少对前、后级电路的影响，电压跟随器接的是一个同相比例运算放大器。在U2B的同相输入端输入信号：
u+ =uR1+uR2 =R2/(R1+R2)*ui+R1/(R1+R2)*VDD U2B的输出电压：u0=1/2VDD+ui
当1/2VDD=ui 时，u0的最小值可为0.
谢谢！
简易波形采集、储存与回放系统设计
【硬件设计介绍】
组员：陈思杰（组长），钟顺明，朱永升
设计要求
能完成双极性（峰值为2V）频率100~1000Hz的正弦波、方波或者三角波
信号的采集。存储与连续回放能够识别判断信号的类型、幅度和频率；并在液晶屏上显示出来。
硬件方案介绍
MCU选取：采用STC15F2K32s2作为主控芯片特点：

STM32 波形采集、存储与回放

波形采集、存储与回放系统设计摘要本设计是基于数字示波器的原理，以STM32-cortex-m3作为控制芯片，把波形采集分为A、B两个通道，对A通道的输入信号进行衰减，对B通道的输入信号进行放大，然后采用内部集成的高速AD对信号进行实时采样，方式为上升沿内触发，可以实现波形的单次和多次触发存储和回放显示，以及频率、周期、峰-峰值的测量和显示，并具有掉电存储功能。

由信号采集、数据处理、波形显示，控制面板等功能模块组成，整个系统分成A/D转换部分、D/A转换部分、波形存储部分、键盘输入控制四大部分，系统操作简便，输出波形可以在示波器输出显示，此存储示波器即具有一般示波器实时采样实时显示的功能，又可以对某段波形进行即时存储和连续回放显示，且界面友好，达到了较好的性能指标。

具体设计原理以及过程在下面章节中详细说明。

关键字：STM32、波形采集、波形存储、波形回放AbstractThe design is based on the principle of digital oscilloscope, withSTM32-cortex-m3 as the control chip, the waveform acquisition is divided into A, B two channel, the A channel input signal attenuation on B channel, the input signal is amplified, then using the internal integration of high-speed AD on real time data sampling, as rising edge trigger, can achieve waveform of single and multiple triggers the storage and playback and display, frequency, cycle, peak to peak value measurement and display, and power failure memory function. The signal acquisition, data processing, waveform display, the control panel and other functional modules, the system is divided into A/D transformation, D/A converting part, waveform storage, keyboard input control system four parts, simple operation, the output waveform can be output in the oscilloscope display, this storage oscilloscope namely has the common oscilloscope real-time sampling real time display function, can be a real-time storage and continuous playback waveform display, and friendly interface, has achieved good performance. The design principle and process are described in detail in the following sections.Keywords: STM32, waveform acquisition, storage, waveform waveform playback模拟路灯控制系统设计目录一、总体方案思路及其设计 (4)1.1、采样方式 (4)1.2、双踪示波器显示方式 (5)1.3、控制部分方案的设计 (5)1.4、显示方式 (5)二、系统理论分析与功能模块设计 (5)2.1 、最小系统及A/D，D/A电路 (5)2. 2、单元电路 (6)三、软件设计....................................................................................................错误!未定义书签。

LABVIEW有很多优点

LabVIEW的应用LABVIEW有很多优点，尤其是在某些特殊领域其特点尤其突出。

（一）测试测量LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW 最广泛的应用领域。

经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。

至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。

同时，用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。

这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。

有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数，就可以组成一个完整的测试测量应用程序。

例如，在工程测试信号的分析中, 相关分析是一个非常重要的概念, 通过引入虚拟仪器,解决了传统分析手段不直观、效率低的弊端。

1.相关分析的基本概念对于确定性的信号来说, 两个变量之间可用函数关系来描述,两者一一对应并为确定的数值。

两个随机变量之间就不具有这样确定的关系, 但如果这两个变量之间具有某种内涵的物理联系, 那么大量统计发现它们之间还是存在着某种虽不精确但却具有相应的.表征其特性的近似关系。

所谓“相关”是指变量之间的线性关系。

我们可以根据需要分析两个信号或同一信号在不同时刻的相似性。

自相关函数的定义和性质信号x(t)的自相关函数描述信号在一个时刻的取值和另一个时刻取值之间的相似关系,可定义为:互相关函数有以下性质: (1) 互相关函数的峰值不一定在 ! =0 处, 峰值点偏离原点的距离表示两信号取得最大相关程度的时移!。

(2)Rxy(!)=Ryx(-!), 互相关函数是一非奇非偶函数, 但当 x(!)和 y(!)取值互换时, 则互相关函数的图形以纵坐标成镜像对称。

(3) 周期信号的互相关函数也是同频率的周期信号, 而且还保留了原信号的相位差信息。

2.基于 LabView 的相关函数分析相关函数分析的前面板设计包含了用户控制、时域波形显示及相关分析输出三部分 (见图 1) 用户控制部分包含两个信号类型控件、五个数字控件和一个 STOP 控件。

基于单片机信号采集与回放系统的设计与实现_吴宁

基于单片机信号采集与回放系统的设计与实现*吴宁1，李斌2，柴世文3（1．兰州工业高等专科学校电气工程系，甘肃兰州730050；2．兰州石化公司研究院，甘肃兰州730060）摘要：重点介绍了一种基于89C52单片机为控制核心的信号采集与回放控制系统。

该系统结合ADC0809、DAC0832数据采集模块，实现对两路外部信号进行采集、存储及回放。

系统模拟部分主要包括信号调节电路和A/D模块等：软件部分主要由主程序和子程序模块组成，主要实现了A/D转换器的启动与及对采样数据的存储，频率及幅值的计算，按键及显示屏的控制。

该系统经过测试实验，能耗低，性价比高，具有较高的实际应用价值。

关键词：信号采集与存储；信号复现；信号调节；回放系统中图分类号：TM13文献标识码：A文章编号：1007－4414（2011）06－0121－03The design and implementation of signal acquisition and playbacksystem based on microcontrollerWu Ning1，Li Bin2，Chai Shi－wen3（1．Electrical engineering department，Lanzhou polytechnic college，Lanzhou730050，China；2．Research institute of Lanzhou petrochemical corporation，Lanzhou730060，China；3．Gansu academy of mechanical science，Lanzhou Gansu730030，China）Abstract：This paper proposed a signal acquisition and playback control system based on89C52as the control unit．The sys-tem associated with ADC0809and DAC0832to achieve the two external signal acquisition，storage and playback．The analog section of the system included signal adjusting circuit and A/D module．The function of software modules consisted of main program and subroutine．It realized the start of the A/D converter，the sampling data storage，the calculation of the frequency and amplitude，the control of the buttons and display．The system has been tested to prove low energy consumption，cost－ef-fective and high practical value．Key words：signal capture and storage；signal reproduction；signal conditioning；playback system1引言很多工业现场中的电气设备在发生故障时，由于环境限制或是故障原因复杂，无法有效对系统故障进行在线的分析和判别，如果能够记录下故障设备产生的信号，再通过网络进行专家判别，将更利于系统的快速恢复与故障排除。

C题：波形采集、存储与回放系统

2013年东南大学大学生电子设计竞赛题
C题：波形采集、存储与回放系统
一、任务
设计并制作一个波形采集、存储与回放系统，示意图如图所示。

该系统能采集周期信号波形，要求系统断电恢复后，能连续回放已采集的信号。

二、要求
1．基本要求
（1）能完成对输入信号的采集、存储并在示波器上回放波形。

输入信号幅度为50mV～4V范围可变（信号在采集期间不变），频率约1kHz。

要求系统
回放的波形质量尽量好。

（2）采集、回放时能测量并显示信号的最大值、最小值和信号的周期。

回放信号无明显失真，原信号与回放信号电平之差的绝对值≤20%，周期之差
的绝对值≤5%。

（3）系统内不允许使用电池。

2. 发挥部分
（1）可以存储两次采集的信号，回放时用按键或开关选择显示指定信号波形。

（2）制作一套波形显示装置，能显示信号波形和采集回放信号波形。

（3）自由发挥。

三、说明
1．本系统处理的正弦波信号频率范围限定在10Hz~10kHz，三角波信号频率范围限定在10Hz ~2kHz，方波信号频率范围限定在10Hz ~1kHz。

2．采集、回放时显示的周期和幅度应是信号的实际测量值，规定采用十进制数字显示，周期以“ms”为单位，幅度以“mV”为单位。

四、评分标准。

一种手持式波形采集、存储及回放系统

ＴｈｒｏｕｇｈｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌａｍｐｌｉｉｆｅｒｏｆＮＥ５５３２，ｔｈｅｉｎｐｕｔｓｉｇｎａｌｓｙｓｔｅｍｉｓｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｔｏｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｓ．ＡｔｆｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｉｒｃｄａｎｄｓｅｎｔｔｏｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒｗｉｔｈｈｉｇｈｓｐｅｅｄＡ／Ｄｔｏｂｅｓａｍｐｌｅｄ，ｑｕａｎｔｉｚｅｄａｎｄｓｔｏｒｅｄ，ｔｈｅｙｗｉｌｌｂｅｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｉｎｔｏａｎａｌｏｇ
波形采集、存储和回放系统广泛地应用于工业总线
测试、电力系统、医疗、教学科研等领域【ｌ＿。１。随着科技的
发展和应用环境的拓宽，特别是一些特殊的生产、生活
ｓｉｇｎａｌｓｔｈｒｏｕｇｈＤ／Ａｔｒａｎｓｆｏｍ，ｗｉｒｔｈｔｈｅｉｒｎｏｉｓｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｉｎｇｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｂｙａｃｔｉｖｅｌｏｗ— ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｓａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｙａｒｅ

波形采集、存储与回放系统方案设计书报告2

具体设计原理以及过程在下面章节中详细说明。

关键字：STM32、波形采集、波形存储、波形回放AbstractThe design is based on the principle of digital oscilloscope, with STM32-cortex-m3 as the control chip, the waveform acquisition is divided into A, B two channel, the A channel input signal attenuation on B channel, the input signal is amplified, then using the internal integration of high-speed AD on real time data sampling, as rising edge trigger, can achieve waveform of single and multiple triggers the storage and playback and display, frequency, cycle, peak to peak value measurement and display, and power failure memory function. The signal acquisition, data processing, waveform display, the control panel and other functional modules, the system is divided into A/D transformation, D/A converting part, waveform storage, keyboard input control system four parts, simple operation, the output waveform can be output in the oscilloscope display, this storage oscilloscope namely has the common oscilloscope real-time sampling real time display function, can be a real-time storage and continuous playback waveform display, and friendly interface, has achieved good performance. The design principle and process are described in detail in the following sections.Keywords: STM32, waveform acquisition, storage, waveform waveform playback模拟路灯控制系统设计目录一、总体方案思路及其设计41.1、采样方式41.2、双踪示波器显示方式51.3、控制部分方案的设计51.4、显示方式5二、系统理论分析与功能模块设计52.1 、最小系统及A/D，D/A电路52. 2、单元电路6三、软件设计103.1、软件流程103.2：软件子程序11四、测试方案与测试结果12五、结束语14附件1：系统程序14一、总体方案思路及其设计1、根据题目要求进行相关指标分析根据题目要求A通道只是对单极性（高电平为4V，低电平为0V，频率为1KHZ）的信号进行采集、存储和连续回放；B通道需要对双极性（电压峰峰值为 100mV、频率为 10Hz~10kHz）的信号进行处理。

一种USB高速数据采集系统的LabVIEW程序设计

科技资讯2016 NO.13SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION科技前沿1科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 越来越多的数字化检测、监测及控制系统需要数据采集平台的支持，而且数字化程度越高，对数据采集平台的采集速度、位数、稳定性等的要求也就越高。

传统的高速数据采集系统使用数据采集卡采集数据，采集卡只能用于台式计算机，而且会受计算机插槽数量、地址、中断资源的限制，且可扩展性差[1]，对于外出测量带来很多不便。

而对于现在的数据采集系统用二进制文件或数据记录文件存储数据虽然节省磁盘内存[1-4]，但不能直接打开看数据或者作为其他应用程序的数据输入。

该系统采用Excel表格文件存储数据，使用简单，应用面广且便于共享,并针对波形回放时占用大量内存的问题提出了解决方案。

该数据采集系统使用USB接口替代采集卡直接与采集的硬件相连易于扩展并支持热拔插，且USB2.0传输速度可达480Mbps，以及USB3.0传输速率可高达5Gbps，完全可以满足数据的高速传输。

1 高速数据采集系统的实现高速数据采集系统采用VISA驱动向导，生成底层驱动，实现硬件与软件的接口，通过U S B2.0接口连接计算机，使用LabVIEW软件实现编程[5,7,8]。

系统包括数据采集模块和波形回放模块。

数据采集模块最多能对8个通道同时采集，每个通道为32位数据，并在波形图上同步显示，可通过存储开关将数据以表格的形式存到指定文件夹并实现表格存入一定数据后自动新建文件继续存储[6]。

文件夹以日期命名，表格以时间为文件名，方便用户查找。

波形回放模块可手动输入所要查看的日期时间段，以滚动条的位置前后滚动查看波形，并可对波形进行放大缩小。

1.1 数据采集模块数据采集模块分为数据采集部分和数据存储部分。

数据采集部分是由VISA Find Resource函数寻找资源，找到后用VISA Open函数打开VISA设置USB RAW的属性，然后用VISA Write函数写入命令字，VISA Read函数读出数据。

基于Lab VIEW的波形文件回放分析系统设计

ｒｅｃｏｒｄｅｒ，ａｎｄｉｔｌｓａｏｐｒｏｖｉｄｅｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｒｆａｄｖａｎｃｅｄｓｅｔｔｉｎｇｗｈｉｃｈｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈｎａｔｒａｄｉｔｉｏｎｌａｗａｖｅｆｏｍｒｐｌａｙｂａｃｋｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．ｈｅＴｔｅｓｔｒｅｓｕｌ￣ｓｈｏｗｔｈａｔｈｅｔｓｙｓｔｅｍｉｓｍｕｌｉｔ－ｆｕｎｃｉｔｏｎａｌ，ｒｅｌｉａｂｌｅａｎｄｐｒａｃｔｉｃａ１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬａｂＶＩＥＷ，ｖｉｒｔｕｌａｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ。ｆａｕｌｔｒｅｃｏｒｄｅｒ，ｗａｖｅｆｏｒｉｌｌｐｌａｙｂａｃｋ
中图分类号：ＴＭ７７４；ＴＭ９３５．２文献标志码：Ａ文章编号：１６７１ — ８３８０（２０１３）０５ — ００１６ — ０３
电网规模日益扩大，对电力系统的安全可靠运
行提出了越来越高的要求。除不断提高继电保护功能外，我们还需要一个能够准确诊断故障元件、分析事故数据、评价保护动作行为等功能完善的电网故
ｌ６
广西电力
ＧＵＡＮＧＸＩＥＬＥＣＴＲＩＣＰ０ＷＥＲ
２０１３年第３６卷第５期
Ｖｏ１．３６ＮＯ．５

波形的采集存储与回放系统

波形的采集存储与回放系统摘要随着电子信息技术的迅猛发展，医疗、卫星、雷达、现代航空等众多领域都需要实现对数据进行存储，回放等要求，信号的采集、存储在信息技术行业中应用的也越来越广泛。

本设计采用单片机作为总控制芯片，分别用A/D转换器和D/A转换器进行模数和数模转换，并将采集到的波形数据存储到Flash存储器中。

按下采集键后，该系统对0~+5v 变化的波形进行采样并将采样的数据存储起来；按下回放键后，该系统将采样波形进行循环回放；在采集时可改变幅值，并且采集到的数据也会同时在回放的时候变化；在回放时，若按下存储键，将停止波形的回放，显示一条直线；若按下回放键，将终止当前波形，并采集新的波形。

关键词：采集，存储，回放，单片机，波形Waveform Acquisition Storaging and Playbacking SystemABSTRACTWith the rapid development of electronic information technology, many fields such as Medical treatment, satellite, radar, Advanced Flight needs to implement the data storage, playback, Signal acquisition, storage in the applications of information technology industry is becoming more and more widely.This design uses the microcontrolle as the control chip, Respectively with the A/D converter and D/A converter as the digital analogy converter. And will be collected waveform data Stored in the Flash memory. After press the acquisition button, The system will be Sampling waveform that conversion from 0~4V and storing in the Flash memory. After press the playback button, The system will cycle sampling waveform playback. At the time of acquisition can change amplitude, And the collected data will be change when playback at the same time, During playback, If you press the store button, Will stop the playback waveform, according to a straight line, If press the playback button, will end the current waveform, and new waveform acquisition.KEY WORDS：Acquisition，storage，playback，microcontroller，waveformIII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 选题的意义 (1)1.2 研究现状与发展趋势 (2)2波形采集存储与回放系统的设计原理与功能 (3)2.1 波形采集存储与回放系统的设计原理 (3)2.2 波形采集存储与回放系统的功能 (3)2.3 总体开发计划和课题所达到的功能目标和技术指标 (3)2.3.1 达到的功能目标 (3)2.3.2 技术指标 (4)2.4 本章小结 (4)3 方案论证选择与硬件设计 (5)3.1 采样方式选择 (5)3.2 A/D与D/A转换选择 (5)3.3 触发方式选择 (5)3.4 输入模块 (6)3.4.1 A路输入电路 (6)3.4.2 B路输入 (6)3.5 A/D转换器 (7)3.5.1 ADC0809引脚图以及接口 (7)3.5.2 ADC0809使用要求及应用说明 (8)3.6 主控模块 (8)3.6.1 AT89S52芯片主要特点及性能 (8)3.6.2 AT89S52芯片的最小电路系统以及接口 (9)3.7 D/A转换器 (11)3.7.1 DAC0832的引脚图以及接口 (11)3.7.2 DAC0832的工作方式 (11)3.7.3 实现D/A转换时，主要涉及的参数 (12)3.8 输出模块 (12)3.9 显示模块 (13)3.10 存储模块 (13)IV3.11 本章小结 (14)4 软件设计 (15)4.1 软件设计目标 (15)4.2 Keil2简介 (16)4.3 软件功能模块分类 (16)4.3.1 主程序流程 (16)4.3.2 LCD子程序流程 (18)4.3.3 按键处理子程序流程 (18)4.3.4 回放子程序流程 (19)4.3.5 采集并存储子程序流程 (20)4.3.6 存储处理子程序流程 (21)4.4 本章小结 (21)5 系统测试及结果分析 (22)5.1 测试使用仪器与设备 (22)5.2 测试方案与测试结果 (22)5.2.1 测试方法 (22)5.2.2 测试结果与分析 (22)5.2.3 误差产生原因 (25)5.3 设计和调试中遇到的问题 (25)6 小结 (26)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)附录ⅠAT89S52与LCD1602的接口程序 (30)附录ⅡAT89S52与ADC0809的连接程序 (31)波形的采集存储与回放系统 11 绪论1.1 选题的意义电子信息技术的迅猛发展，现代航空、雷达、卫星、医疗等众多领域常常需要对波形进行采集、存储和回放，波形信号的采集、存储在信息技术行业应用的越来越广泛。

波形采集、存储与回放系统设计

稳压器作为供电设备，设计具有能同时采集两路周期信号波形的电路，经过ＩＳＤ１４２０Ｐ芯片的存储，经系统断电恢复后，能连续回放已采集的信号，并显示在示波器上。在输出过程当中，一段式最长可输出２０秒信号；按顺序连续输出信号时，每段输出信号长度不限；还可进行循环输出信号和快速选段输出信号。
符合直流稳压薯电作源工作条件情况下，能４系统 ‘ 功、能、测试说明
４．１系统功能
本系统可完成将外接信号源进行波形采集、存储与回放的功能。在输出端显示波形时可进行不同的需求选择。（１）进行一段式输出波形，最长时间为
能。Ｂ通道的工作原理与Ａ通道完全相同，
仅输入信号有区别，在Ｂ通道中输入峰峰值为ｌＯＯｍＡ，频率为１ＯＨｚ一１０ｋＨｚ的双极性信号，以验证系统的采集、存储与回放性能。
够正常工作的输出电压范围。（２）最大输入一输出电压差。该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所允许的最大输入一输出之间的电压差值，其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。（３）最小输入一输出电压差。该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所需的最小输入一输出之间的电压差值。．１．３优点【关键词】三端集成线性稳压电源ＩＳＤ１４２０Ｐ２三端集成线性稳压电源具有调整管工作集成芯片在线性工作区，稳定性好、精度高、噪声力小、效率高、体积小的优点，应用领域也极其广泛。本设计通过信号发生器获取输入信号，通过ＩＳＤ１４２０Ｐ系列单片机语音录放电路，实２．２ＩＳＤ１４２０Ｐ，￣，

波形采集、存储与回放系统

波形采集、存储与回放系统摘要本设计以STM32F103ZET6作为控制芯片，把波形采集分为A、B两个通道，对A通道的输入信号进行衰减，对B通道的输入信号进行放大，然后采用内部集成的高速AD对信号进行实时采样，方式为上升沿内触发，可以实现波形的单次和多次触发存储和回放显示，以及频率、周期、峰-峰值的测量和显示，并具有掉电存储功能。

整个系统操作简便，界面友好，达到了较好的性能指标。

关键字：STM32、波形采集、波形存储、波形回放一、系统方案1.1题目要求及相关指标分析题目的要求是将待测信号进行数字存储，并通过普通示波器将被测信号显示出来。

由于被测信号为模拟信号，存储过程为数字方式，故应该将模拟信号进行量化处理，然后存储到存储器中，当需要显示的时候，从存储器输出数据并恢复为模拟信号，然后送往普通示波器进行显示。

本设计的重点是模拟信号的处理与采样、数字信号的存储、系统的控制三个方面。

1.2系统设计与框图：系统整体设计框图如图1-1所示。

模拟信号通过信号调理模块（阻抗变换、固定衰减/放大、触发电路）将模拟信号的幅值大小调理到高速AD 的输入范围0——3.3V 。

同时，两路信号经比较器得到方波，送处理器STM32进行测频。

处理器测得输入信号频率后控制内部AD 以输入信号频率的80倍速率采样。

在STM32内部增加波形存储控制模块，当满足触发条件时ARM 对AD 转换得到的数据进行存储。

二、理论分析与计算2.1 A/D 采样频率选择采用内部集成A/D ，采样频率由输入信号的频率决定，在输入信号的一个周期内采集80个点，那么，通过式（2.1），可以求出采样频率f c ，其中f i 为信号频率。

A/D 采样由信号的上升沿触发，采样时间为一个信号周期，采样时间间隔为信号周期除以采样点（式 2.2）。

若采样频率过高，则处理器的处理速度不够，若采样频率过低，则波形失真严重。

通过多次试验，发现一个周期采集80个点可以符合要求。