[發明專利]USB接口多功能儀器

無效

• 申請號: 201210229817.7
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN103529263A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 李鵬宇;段永顥;程中楠
• 申請（專利權）人: 李鵬宇;段永顥;程中楠
• 主分類號: G01R15/12
• 分類號: G01R15/12;G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及USB接口、數字信號處理、模擬信號處理、微處理器控制領域，尤其是屬于USB接口多功能儀器。

背景技術

USB(Universal?Serial?BUS)通用串行總線：是一個外部總線標準，用于規范電腦與外部設備的連接和通訊。是應用在PC領域的接口技術。USB接口支持設備的即插即用和熱插拔功能。從1994年11月11日發表了USB?V0.7版本以后，USB版本經歷了多年的發展，到現在已經發展為3.0版本，成為目前電腦中的標準擴展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0，各USB版本間能很好的兼容。USB1.1的最高傳輸速率為12Mbps，USB2.0最高傳輸速率是480Mbps，USB3.0最高傳輸速率是5Gbps。

邏輯分析儀：利用時鐘從測試設備上采集和顯示數字信號的儀器，最主要作用在于時序判定。由于邏輯分析儀不像示波器那樣有許多電壓等級，通常只顯示兩個電壓(邏輯1和0)，因此設定了參考電壓后，邏輯分析儀將被測信號通過比較器進行判定，高于參考電壓者為High，低于參考電壓者為Low，在High與Low之間形成數字波形。

數字示波器：數據采集，A/D轉換，軟件編程等一系列的技術制造出來的高性能示波器。數字示波器一般支持多級菜單，能提供給用戶多種選擇，多種分析功能。還有一些示波器可以提供存儲，實現對波形的保存和處理。

信號發生器：一種能提供各種頻率、波形和輸出電平電信號，常用作測試的信號源或激勵源的設備。包括數字信號發生器和模擬信號發生器。

頻率計數器：又稱為頻率計，是一種專門對被測信號頻率進行測量的電子測量儀器。

脈沖計數器：數字系統中用得較多的基本邏輯器件，它的基本功能是統計時鐘脈沖的個數，即實現計數操作，它也可用于分頻、定時、產生節拍脈沖和脈沖序列等。

數字電壓表：利用模-數轉換原理測量電壓值，并以數字形式顯示測量結果的儀表。

傳統的儀器一般都是單一功能，或者是數字示波器和邏輯分析儀組合在一起形成混合信號示波器。導致測試平臺上擺放著很多儀器，占用空間大，連接線路復雜，每臺儀器都價格昂貴。

發明內容

本發明設計USB接口多功能儀器優勢在于提供雙處理器架構，擴展儀器功能靈活、性價比高。靈活性在于通過USB接口配置不同的程序，實現不同的功能組合，具有廣闊的應用前景。

本發明的有益效果在于：

1、靈活的USB接口配置程序，實現邏輯分析儀、脈沖計數器、頻率計數器、數字信號發生器、頻率發生器、模擬信號發生器、數字示波器、數字電壓表、混合信號示波器、數據記錄器等功能。

2、人性化設計，不同儀器功能下LCD顯示不同功能儀器的提示。

3、采樣時鐘可選擇來自內部時鐘還是外部時鐘，實時采樣頻率可配置[1MHz，100MHz]。

4、支持外部觸發輸入，觸發類型包括高電平、低電平、上升沿、下降沿。

3、USB接口實現高速數據傳輸，USB總線供電、支持熱插拔、即插即用。

4、本發明設備輕便，不需要單獨的電源供電，攜帶方便，既適合實驗室使用，也適用于出差或野外使用。

附圖說明

圖1本發明結構原理框圖

圖2本發明單片機系統1實現邏輯分析儀程序流程框圖

圖3本發明單片機系統2實現示波器程序流程框圖

具體實施方式

如圖1所示為本發明結構原理框圖。

包括單片機系統1、單片機系統2、USB接口、觸發輸入接口、數字量輸入/輸出接口、采樣時鐘輸入/輸出接口、模擬量輸入接口、模擬量輸出接口、LCD顯示輸出接口。

其中單片機系統1包含USB接口模塊、RAM程序執行模塊、主控FIFO配置模塊、觸發輸入模塊、時鐘輸入/輸出模塊、數字量處理模塊。

單片機系統2包含USB接口模塊、RAM程序執行模塊、從屬FIFO配置模塊、時鐘輸入模塊、模數轉換模塊、模擬量處理模塊、阻抗匹配和分壓電路模塊、運算放大器跟隨電路、偏置電壓電路。

單片機系統1數字量處理模塊和數字量輸入接口，實現邏輯分析儀、脈沖計數器、頻率計數器等功能；

單片機系統1數字量處理模塊和數字量輸出接口，實現數字信號發生器、頻率發生器等功能；

單片機系統1數字量處理模塊和模擬量輸出接口，實現模擬信號發生器；

單片機系統2模擬量處理模塊和模擬量輸入接口，實現數字示波器、數字電壓表等功能；