一种数字示波器及其操纵显示波形的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于微处理器或计算机的数字示波器、以及在数字示波器中操纵显示波形的方法，其特征在于设置一个波形选择的条型触摸装置（１１），计算显示屏幕上每个显示波形的顶部和底部的两个关键点的坐标做为注视点，条型触摸装置（１１）中的触摸点通过线性对应关系映射到显示屏幕中得到在垂直方向的映射位置，选择与映射位置最为接近的注视点所代表的波形为当前波形。本发明专利技术在选择波形时具有更快、更直观、并且更不容易出错的优点；本方法不需要精确定位，波形选择装置占用空间更小，可以减小操作范围，减小手的疲劳度；波形选择装置安置更灵活，并且相对于波形显示屏幕可以是移动的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于微处理器或计算机的数字示波器、以及在数字示波器 中操纵显示波形的方法。
技术介绍
示波器能够同步地显示几个波形，每个波形描述了一个不同的信号的幅度 相对于时间的变化。这种示波器允许操作员调整每个显示波形的多种显示参数， 比如波形在示波器屏幕上的垂直位置，垂直显示比例，水平观测位置，水平显 示比例，触发电平，颜色，亮度，等等。当显示波形数较少时， 一些示波器(比如现在流行的2通道或4通道示波 器)为控制每个波形的常用显示参数(一般是波形在示波器屏幕上的垂直位置 和垂直显示比例)提供一套独立的前面板旋钮。这种示波器通常具有彩色显示 屏幕，每个显示波形颜色不同，每个波形对应的前面板参数调节旋钮与对应波 形颜色相同，以方便根据要调节波形的颜色寻找对应颜色的前面板参数调节旋 钮(如垂直位置调节旋钮和垂直显示比例调节旋钮)完成调节。根据对各大公 司当前主流示波器产品的界面的分析，这种方法已基本成为2通道或4通道示 波器的事实上的标准。这种方法的缺点是通道数大于4时不易使用；会限定波形细节表现力(每个通道波形的颜色被限定，在需要用不同颜色表示波形点 密度等情况时会产生混淆，通道波形颜色与分析波形或存储波形颜色相同时会产生混淆)；没有"当前波形"概念。当显示波形较多时，为控制每个波形的每个参数提供一套独立的前面板旋 钮或开关是不经济或不切实际的，所以可以为控制每个显示参数提供一套独立 的旋钮或开关，另外提供一种方法选择待调节显示参数的一个波形，选择的波 形使用比较突出的显示模式进行指示。 一旦一个波形被选择了，示波器进行重 新配置，响应针对任何波形显示参数控制旋钮或按键的操作，改变选定波形的 显示参数，此时参数输入设备被简化了。当前技术的几种波形选择方法都存在 一些缺点，①在有的示波器中，为每个通道波形提供一个独立的选择按键，利用每个通道的选择按键选定该通道对应的波形；由于多个通道波形在屏幕上的排列顺序是可变的，所以将一个波形与它的通道按键对应起来要花费一定的时 间。②在有的示波仪器中，提供独立的波形选择旋钮用于依次选择相邻的波形或提供一组用于依次选择相邻的波形的按键("向上"、"向下")来选择波形；这种方法的缺点是只能依次选择相邻的波形，当显示波形较多时，从当前选定 的波形(比如在屏幕最上面)移动到待选波形(比如在屏幕最下面)可能要经 过较多的操作步骤。③还有其它一些示波器可以使用鼠标在显示屏幕上直接点击到波形点上选择一个显示波形；这种方法比较直观，操作便捷，缺点是眼睛 要盯着鼠标，多了一个关注对象，并且显示屏幕上的鼠标操作对象众多，将鼠 标精确定位在待选波形的波形点上要费些时间，并且容易造成误操作。使用鼠 标选择波形， 一般只是做为一种辅助手段，"使用鼠标选择波形，然后同样使用 鼠标改变选择的波形的显示参数"。 名为"Waveform selection by touch"的美 国专利4,766,425和名为"Touchscreen feedback system"的美国专利4,821,030，描 述了通过在触摸屏上直接点击到波形点上选择一个显示波形的方法。这种方法 比较直观，操作便捷，缺点是操作时会遮盖住触摸的部分、和触摸屏上其它触 摸操作对象可能造成混淆、增加触摸屏会提高成本，并且当波形显示屏幕较大 时，操作人员手的活动范围也变大，操作人员容易疲劳。
技术实现思路
本专利技术的目的之一就是为了克服已有技术中存在的操作不便的缺点而提供 的一种方便操纵显示波形的示波器；本专利技术的目的之二就是提供一种操纵显示 波形的方法。本专利技术的基本思路是提供一个专用的与波形显示区在垂直方向上线性对 应的条形触摸装置(典型的如电容感应式触摸条，以下称波形选择触摸条)用 于选择波形；计算出每个显示波形在显示屏幕垂直方向上几个关键点(以下称 为波形注视点)的坐标做为波形垂直位置的代表；波形选择触摸条中的触摸点 通过线性对应关系映射到显示屏幕中得到在垂直方向的映射位置，选择与触摸 映射位置最为接近的波形注视点所对应的波形为当前波形。在一个典型的数字示波器中，每个波形以一系列的象素显示在示波器上， 每个象素的垂直位置由周期性采集一个输入信号产生的波形数据序列(幅度相 对于时间)确定，本专利技术根据每个波形的数据序列计算出其垂直方向的注视点 坐标做为波形垂直位置的代表。本专利技术中波形显示区域的垂直尺寸与波形选择 触摸条的长度可以不相同；为了减小操作者手的移动范围， 一般波形选择触摸 条的长度比波形显示区域的垂直尺寸要小很多(波形选择触摸条的长度以手肘 或手腕基本不动时手指能触摸到其所有部分为准，并且触摸条的分辨率要足够。 当波形显示区域的垂直尺寸本来就不太大时，两者尺寸可以是相近或相等的)， 可以将波形选择触摸条线性映射到波形显示区域在垂直方向的位置上。波形选择触摸条的形状也可以非常灵活，既可以是一个直的等宽的条形触 摸区域，也可以是以中间点为中心的折线型(以中间位置为参考点)，也可以是 一段圆弧形或一个立体的条形。与已有技术相比，本专利技术的示波器以及操纵显示波形方法在选择波形时具 有更快、更直观、并且更不容易出错的优点。本方法不需要精确定位，波形选 择装置占用空间更小，可以减小进行波形选择时手的操作范围。波形选择装置 安置更灵活，可以安置在手最容易操作的位置，并且相对于波形显示屏幕可以 是移动的。附图说明-图1是本专利技术中的示波器面板的主视图； 图2是本专利技术中的示波器的硬件简化框图3是本专利技术中的波形选择触摸装置中的触摸条状态检测电路框图； 图4是本专利技术提供的波形选择原理示意图； 图5是波形垂直直方图示意图6是本专利技术波形选择装置的移动应用方式示意图； 图7是本专利技术"触摸"操作时波形选择程序流程图； 图8是本专利技术"滑动"触摸操作时波形选择程序流程图； 图9是本专利技术"按住不动"触摸操作时波形选择程序流程图； 具体实施例方式一、本专利技术提供的数字示波器的组成-如图1所示，本专利技术提供了一种基于微处理器的数字示波器1的前面正视 图，信号输入连接器18安装在前面板4的下端，显示屏幕17安装在前面板4 的左边，显示屏幕17的右边是操作键盘20，这里只示出了用于说明本专利技术的三 个主要操作区波形设置区3、波形显示调节旋钮区5、波形选择区7，波形设 置区3包括4个常用波形/波形窗口的设置菜单的功能按键和一个快捷关闭"当 前波形"的键，如按键"CH1 CH8"的操作可以弹出"通道设置"菜单用于设 置8个通道的波形开关、阻抗、耦合和探头系数等参数。波形显示调节旋钮区5 中包括波形垂直方向显示比例和位置的两个调节旋钮(右边的两个)和水平方 向的两个调节旋钮。波形选择区7主要包括一个波形窗口列切换按键9和波形 选择触摸条11;按下波形窗口列切换按键9可以在左右并列的窗口间切换选择 "当前窗口"，"当前窗口"采用突出的显示模式进行标识。波形选择触摸条11 是一个条型触摸机构，用于在"当前窗口"列选择波形，可以采用现在比较流行的电容感应式触摸技术来实现，如QUANTUM公司的QslideTM触摸控制芯 片就可以方便地用于设计电容感应式触摸条。如图1中所示，可以在波形选择 触摸条11的中间设置分隔线辅助进行位置定位。显示屏幕17可以显示示波器 产生的波形、菜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字示波器，其组成中包括微处理器、存储器、键盘电路、波形选择装置以及相关接口电路，其特征在于：波形选择装置是一个由触摸条、触摸控制芯片和接口电路组成的波形选择触摸装置，该装置通过接口电路与微处理器进行通讯，将波形选择触摸装置产生的触摸状态编码后由微处理器进行处理，用于波形选择。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戚瑞民，布乃洪，张永坡，粟永强，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]