电子科技大学：《时域测试技术综合实验 Comprehensive Experiment of Time Domain Testing Technology》课程教学资源（课件讲稿）实验十四 虚拟数字示波器实验

电山科越女学 University of Electrsic Science and Technology China 时域测试技术综合实验 虚拟数字示波器实验

虚拟数字示波器实验 时域测试技术综合实验

一、实验目的 1.掌握上位机软件与下位机实验平台的通讯方法。 2.掌握基于LabWindows/CVI的虚拟仪器软件开发方法。 3.掌握虚拟数字示波器中硬件控制与位图显示的实现方法

一、实验目的 1. 掌握上位机软件与下位机实验平台的通讯方法。 2. 掌握基于LabWindows/CVI的虚拟仪器软件开发方法。 3. 掌握虚拟数字示波器中硬件控制与位图显示的实现方法

二、实验内容 在Vindows,系统中，基于LabWindows/CVI虚拟仪器 开发环境，采用C语言进行编程，通过调用给定的USB接 口的动态链接库中的AP函数，对下位机实验平合进行数 据读写，完成对下位机的指令控制，以及接收下位机液晶 屏幕的像素数据并还原显示，实现虚拟数字示波器的实时 显示与控制的基本功能

二、实验内容 在Windows系统中，基于LabWindows/CVI虚拟仪器 开发环境，采用C语言进行编程，通过调用给定的USB接 口的动态链接库中的API函数，对下位机实验平台进行数 据读写，完成对下位机的指令控制，以及接收下位机液晶 屏幕的像素数据并还原显示，实现虚拟数字示波器的实时 显示与控制的基本功能

三、预备知识 1.C语言。 2.USB传输协议及动态链接库的调用。 3.BMP位图格式。 四、实验设备与工具 硬件：高速数据采集与测试技术实验平台，微型计算机。 软件：Windows操作系统，LabWindows/CVI,USB动态链 接库

三、预备知识 1. C语言。 2. USB传输协议及动态链接库的调用。 3. BMP位图格式。 四、 实验设备与工具 硬件：高速数据采集与测试技术实验平台，微型计算机。 软件：Windows操作系统，LabWindows/CVI，USB动态链 接库

五、实验原理与说明 1、实验平台的程控 上位机软件对下位机硬件的程控，需要通过通讯接 口（如USB、LAN、GPIB等）向下位机发送事先约定 好的程控指令（单字节或多字节），下位机软件收到后 进行指令解释，并执行对应的硬件操作，再根据需要将 数据结果发回给上位机。 本实验中的程控指令为单字节，对应数字存储示波 器 (DSO)操作面板上的各个按键，这里也叫做键码， 定义在KeyCode.h中

五、 实验原理与说明 1、实验平台的程控 上位机软件对下位机硬件的程控，需要通过通讯接 口（如USB、LAN、GPIB等）向下位机发送事先约定 好的程控指令（单字节或多字节），下位机软件收到后 进行指令解释，并执行对应的硬件操作，再根据需要将 数据结果发回给上位机。 本实验中的程控指令为单字节，对应数字存储示波 器（DSO）操作面板上的各个按键，这里也叫做键码， 定义在KeyCode.h中

五、实验原理与说明 2、通讯接口的访问 通讯接口的功能通常由专用的硬件芯片来实现。 在操作系统中，对硬件芯片的访问（即读和写)需 要通过硬件驱动程序（通常由芯片厂家提供）来实现 硬件驱动程序运行在操作系统的内核层，用户层的 应用程序无法直接访问，需要调用特定的动态链接库中 的API函数来实现对硬件驱动程序的读和写。 本实验中的通讯接口是USB2.0,接口芯片是 Cypress公司的CY68013。上位机程序需要调用的动态 链接库是CyUSBApi.dl,并在CVI工程中通过加载静态 库CyUSBApi..ib来访问

五、 实验原理与说明 2、通讯接口的访问 通讯接口的功能通常由专用的硬件芯片来实现。 在操作系统中，对硬件芯片的访问（即读和写）需 要通过硬件驱动程序（通常由芯片厂家提供）来实现。 硬件驱动程序运行在操作系统的内核层，用户层的 应用程序无法直接访问，需要调用特定的动态链接库中 的API函数来实现对硬件驱动程序的读和写。 本实验中的通讯接口是 USB 2.0 ， 接口芯片是 Cypress公司的CY68013。上位机程序需要调用的动态 链接库是CyUSBApi.dll，并在CVI工程中通过加载静态 库CyUSBApi.lib来访问

五、实验原理与说明 3、位图的显示 本实验中需要在上位机完整还原下位机液晶屏幕的 图像。 下位机液晶屏显示以像素为显示单位，分辨率为 800x480,采用16位色，即每个像素数据为2字节。 在上位机程序中需要采用掩码将16位色的液晶屏像 素数据转换为24位真彩色的BMP位图数据。另外，由 于下位机显存数据的格式与上位机位图显示格式的行顺 序是颠倒的，因此，上位机程序还需要做镜像处理 在CVI中，先将处理好的位图数据保存为BMP图像 文件，然后在软面板上显示该图像文件，呈现数字示波 器的显示界面

五、 实验原理与说明 3、位图的显示 本实验中需要在上位机完整还原下位机液晶屏幕的 图像。 下位机液晶屏显示以像素为显示单位，分辨率为 800x480，采用16位色，即每个像素数据为2字节。 在上位机程序中需要采用掩码将16位色的液晶屏像 素数据转换为24位真彩色的BMP位图数据。另外，由 于下位机显存数据的格式与上位机位图显示格式的行顺 序是颠倒的，因此，上位机程序还需要做镜像处理。 在CVI中，先将处理好的位图数据保存为BMP图像 文件，然后在软面板上显示该图像文件，呈现数字示波 器的显示界面

六、实验步骤 (实现DS0屏幕图像数据的读取和显示) 1.发送5次单字节指令0xcc,间隔10毫秒，用于清空USB传输的 缓存(FIFO). 2.发送1次单字节指令0xe4,用于通知下位机向上位机发送DSO 屏幕图像数据。 3.读取下位机发来的DSO屏幕图像数据。 4.发送2次单字节指令0xdc,间隔10毫秒，用于通知下位机已收 到数据。 5.对接收到的DSO屏幕图像数据进行处理，转换为BMP位图格 式。 6.将处理好的BMP位图数据保存为DSOScr.bmp图像文件。 7.在PICTURE控件上显示该图像文件

六、 实验步骤 （实现DSO屏幕图像数据的读取和显示） 1. 发送5次单字节指令0xcc，间隔10毫秒，用于清空USB传输的 缓存(FIFO)。 2. 发送1次单字节指令0xe4，用于通知下位机向上位机发送DSO 屏幕图像数据。 3. 读取下位机发来的DSO屏幕图像数据。 4. 发送2次单字节指令0xdc，间隔10毫秒，用于通知下位机已收 到数据。 5. 对接收到的DSO屏幕图像数据进行处理，转换为BMP位图格 式。 6. 将处理好的BMP位图数据保存为DSOScr.bmp图像文件。 7. 在PICTURE控件上显示该图像文件