基于VC6.0的USB型虚拟示波器设计与实现-机电工程学院.doc

黄石理工学院学报 基于VC6.0的USB型虚拟示波器设计与实现 张坤 沈华东 尹念东 （黄石理工学院机电工程学院，湖北 黄石 435003） 摘 要：以8位A/D转换器TLC5510、逻辑控制芯片EPM7064、USB接口芯片AN2131QC为核心，以计算机系统为硬件平台，以Labwindows/CVI和VC为开发工具，设计并制作一种USB型虚拟示波器。系统由数据采集、数据分析处理、数据输出与显示三部分组成。 关键词：虚拟示波器；Labwindows/CVI；USB； 中图分类号：TM935.37 文献标识码：A Design and Implementation of virtual oscilloscope with USB based on VC6.0 Zhang Kun Yin Niandong Shen Huadong (School of Mechanical Engineering，Huangshi Institute of Technology，Huangshi Hubei 435003) Abstract：On the basis of 8-bit A / D converter TLC5510, logic control chip EPM7064, USB interface chip AN2131QC，a kind of virtual oscilloscope was designed and made. With the computer system hardware platform and Labwindows / CVI for instrument for the development, a USB-based virtual oscilloscope was designed and produced. The system consists of data acquisition, data processing, data output and display. Keywords：Virtual Oscilloscope；Labwindows；USB 调理电路 A/D转换 FIFO缓冲 USB接口 PC处理与显示 被测信号 CPLD时序控制 1引言 虚拟仪器是利用现有的PC计算机、加上特殊设计的仪器硬件及专用软件，形成既有普通仪器的基本功能，又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。本文介绍一种基于USB总线接口技术，用Labwindows/CVI及Visual C++6.0编程的虚拟示波器试验系统。该系统集波形采集、数据分析、输出、显示为一体。 2 系统总体框图 湖北省自然科学基金项目（编号2007ABA403） 湖北省重点学科“机械电子工程”资助项目 “虚拟试验技术”校级创新团队项目 虚拟示波器系统主要由数据采集卡、计算机和专用软件组成，其中，数据采集卡主要包括：信号调理电路、A/D转换模块、CPLD时序逻辑控制、FIFO缓冲、USB接口。系统的结构框图如图1。信号调理电路主要负责信号的滤波、放大和阻抗匹配；A/D模块主要对经过调理后的信号进行模/数转换实现信号数字化；CPLD时序控制主要为A/D转换和FIFO缓冲提供时序信号完成A/D转换和数据的存储；USB接口实现与PC间的通讯，把采集的数据送给PC处理和接收PC发来??控制信号进行相应的处理。 图1 系统总体结构 2.1系统硬件电路设计 根据系统总体框图选择元器件。A/D转换选择美国德州仪器（TI） HYPERLINK /company/index.html 公司生产的８位半闪速结构模数转换器TLC5510。CPLD选择ALTERA公司MAX7000系列EPM7064 CPLD，具有高性能低功耗CMOS EEPROM技术、遵循PCI规范、内嵌JTAGBST电路、标准ISP特性、5–ns pin to pin延时，最高频率175.4 MHz、I/O接口支持5V、3.3V和2.5V等多种电平的特点。USB接口选择Cypress公司的EZ-USB系列的AN2131QC，它支持12Mb/s的全速传输，可使用4种USB传输协议方式：控制传输、中断传输、块传输和同步传输，完全兼容USB1.1协议，AN2131QC主要包括USB收发器、Ancher Core、增强型8051、8KB RAM、2KB 的FIFO存储器、24个I/O口、8位数据总线、16位总线和I2C接口。系统的电路如图2。 该系统的主要技术指标： 1．A 、B 双通道工作模式 2．+/- 10V 的双极性输入 图2 系统硬件电路原理图 3．最高采样率为1MSPS 4．50Ω阻抗匹配 3 USB驱动的设计 3.1 WDM驱动程序的组成 WDM