虚拟仪器在近几年开展较为敏捷，虚拟仪器运用计算机强壮的运算与数据处理才能，节省的硬件开支，又能够从充分运用计算机编程技能的优势完结较杂乱的功用，依据此布景下项目运用Cypress Semiconductor 公司集成度高、开发周期短的PSoC3 芯片开发一款硬件开支小及功用强壮的虚拟示波器。示波器依据CY8C3866AXI 芯片完结，被丈量的模仿信号经过芯片内部ADC转化成数字信号，该信号由PSoC3主控芯片经过串口(UART)发送到PC机上，PC机运用Visual basic 6.0开发一款可视化软件，监控串口发送过来的信号，而且将数字信号还原成模仿信号的波形，该软件一起还供给操控面板能够操控示波器的显现及参数设定。
0导言
示波器是电子规划一项最根本的仪器，该仪器能够用于调查数字与模仿电路的波形，能够丈量信号质量、电压、频率等系列参数。可是这个设备一般只要校园试验室、研发部门才会具有。该设备价格相对较贵，个人用户一般不会具有。网络上还撒播一种运用体系API开发声卡型示波器，该示波器能完结根本功用，可是由于丈量时分因运用不小心会烧坏电脑的声卡、乃至电脑主板，一台笔记本本或许就这样作废。而且声卡选用数据速率适当的有限，这套计划有先天的缺陷，假如能够运用另一个处理计划，一起处理速率、本钱、不烧坏电脑那么该产品必定能够在商场占有一席之地，经过学习PSOC3发现这是一套十分完美的计划，Cypress Semiconductor 的PSOC 3 芯片内包括USB 接口、MCU主控、高分辨率ADC。这样为完结较高功用的、低价格、体积小的虚拟示波器供给了规划便利。
本规划运用PSOC的集成的内部单元模组、经过编程的办法完结硬件电路功用。该PSCOC芯片经过某种通讯办法与PC机通讯，计算机经过解析PSOC发送来的数据将数字信号还原成模仿波形。而且供给波形、电压、周期等参数。
1整体规划计划
鉴于虚拟示波器产品体积、本钱约束，本文构建体系对以上要素进行了归纳考虑。虚拟示波器中心在于运用PSOC3集成度高的优势，完结了体积小，本钱低多功用的虚拟示波器。
图1为PSOC构建的虚拟示波器整体框图，可分为三部分：(1)ADC采样：选用PSOC3自带8位ADC。(2)串口通讯：完结PSOC与上位机之间的通讯 (3)依据VB的示波器显现软件：运用计算机高分辨率波形显现以及参数设置、丈量等。
本规划中运用CY8C3866AXI 可编程器材，对模仿信号进行收集转化为数字信号，数字信号经过USB传送到PC机中，PC机解析PSOC发送上来的数据流，还原成模仿波形信号。
图1
几种规划计划比照：
表：1
依据表 1的计划比照，咱们计划3为优选规划计划。计划4为备选计划，计划一为试验计划。
较于计划1、2，计划3中PSOC3 ADC装备更为灵敏，轻巧便利，硬件规划更简练。集成度高大大降低了开发本钱。PSOC3便于修正软件程序而进行功用扩展。用户不用不断购买新仪器，投入小而收效大。
计划3中运用USB2.0高速数据传输，与高度芯片集成。能够规划出一款功用优于体积较小的虚拟示波器产品。但不利于远距离工业检测。
到计划4。为了完结工业检测与操控范畴的低频小信号丈量，计划4比较有用，而且运用PSOC3的高度集成性，节省了许多模仿调度电路。一起也减小了设备体积和增强体系作业的可靠性。因而本项目选用计划4。
2示波器硬件计划规划
2.1 采样电路
采样原理图如图2所示(上)电路。依据收集高电压的需求，规划了低本钱体积小的电路，完结峰峰值高电压采样。
采样电路运用2个电阻R1与R2分压， Vadc = Vsingal input * R2 / R2+R1 ，运用这个电路能够完结峰峰值较高的模仿信号的采样。
例如：一个信号为 50V 而PSOC内部参阅电压为1.024V 则能够挑选R2 =1K
R1 = 49K
PSOC装备了如图2所示(下)电路：当J1短路时，电路收集低电压。当需求高电压收集时，依照采样原理，装备R1、R2。
图2(上)
图2(下)
2.2 PSOC内部电路规划
PSoC3架构所具有的强壮的精确模仿才能的实践运用比如。有了这个工具包，依据虚PSoC3拟示波器模仿集成的高水准，以及经过PSoC Creator ADC进行模仿规划经过装备而显得简练便利。
PSOC内部多种根本单元电路模块能够完结电路，在本计划中运用到了ADC模块，UART、LED显现。而且软件上装备器材的装备信息。
电路如图3所示：
图3
2.3 串口电路完结
近几年出产的笔记本电脑一般不装备串口，为了操作带着便利，在规划的时分添加了USB转串口的电路，运用USB口既能够完结与计算机完结数据通讯。
图4软件规划
3.1 PSOC软件规划(下位机)
图5
PSOC软件发动先初始化所以设备，进入while循环。首要履行ADC 模仿信号处理,将数据送到LED灯中用于ADC收集信号显现。将ADC的值返回到串口中，由串口发送ADC到计算机。
3.2 Visual basic软件规划(上位机)
3.2.1上位机根本原理
在Visual Basic中一个Microsoft Communication Control(简称Mscomm) 串口通讯控件，本著作便是灵敏的运用该控件完结单片机与PC机通讯的，该控件能够运用查询承受数据，也能够运用事情驱动，运用事情驱动具有节省PC资源呼应速度快的优势所以本文运用事情驱动办法接纳串口发送过来的数据流。
3.2.2 解析数据的办法
串口发送回来的数据为十六进制数据，该数据经过数据转化为0—1000的数据，转化完结的数据将存储的一个数据缓冲去中，该缓冲区存储了一段时间的波形，这样就能够完结按下暂停之后能够拖动滚动条查询前史的波形，波形的显现运用一个picture控件，而且设置容器的巨细为1000像素×1000像素，制造好示波器界面，然后显现出必定数量的缓冲去的数据，该数据分别在容器中经过绘线的办法将数据转化为波形。
3.2.3 软件根本界面规划
软件首要考虑到用户运用便利的问题，规划示波器界面充分考虑亲和性与易用性，所以界面也是模仿实践示波器的布局来规划，左面为CRT的显现器，左面为操控面板。这样能够做到会运用实践示波器，也会运用虚拟示波器。
示波器界面中菜单有体系、设置、协助三个选项。能够设置波特率等。收集波形时可零点上下移、波形巨细调理、波形保存、X\Y增益调理等多种功用。与实践示波器功用类似、安置相同，易于操作。波形经过赛普拉斯高精度的ADC收集经串口传输后，该界面可完结明晰精确的显现。收集三角波如图6所示。
图6
4结束语
依据PSOC虚拟仪器把计算机技能与传统测验技能严密结合起来，它充分运用计算机的信息处理才能，完结对多路输入信号的实时收集和存储，并进行离线剖析和处理。
与传统示波器制造过程相比较，PSOC工具包省去了画电路图、布线、底层协议等的费事，直接装备硬件，注入思维流程，易于操作完结，节省经费。PSOC高精度可装备的ADC且内部含参阅电压，这为制造虚拟示波器供给了可开展的空间。
本规划能取得小于1K赫兹的恣意波形，输出起伏根本能够依据需求装备。1MHz/秒采样速率,采样数目以及采样频率经过软件可调。本虚拟仪器运用简略、便利、价格低廉，人机交互简略。结构简略使其体积细巧、便于带着，特别适于合作便携机户外运用。
