嵌入式计算机电测综合仪器制造技术

本发明专利技术涉及一种嵌入式计算机电测综合仪器包括控制单元、输入电路单元和输出电路单元，所述控制单元包含主控制处理器、存储器、人机交互界面，主控制处理器分别连接并控制存储器和人机交互界面；输入电路单元包含示波器模块、频谱分析仪模块、逻辑分析仪模块、万用表模块、电阻电容电感测量仪模块、频率计模块和／或数字集成电路测试仪模块各功能仪器的输入电路功能模块；输出电路单元则包含信号发生器功能模块；控制单元通过总线进行与输入电路单元各模块通信并控制各模块工作。本发明专利技术电子测量仪器让使用者实现信号发生器、示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪、频率计、数字集成电路测试仪、ＬＣＲ测量仪、万用表等基本仪器的功能，且各仪器功能可并行工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电变量测试设备，尤其是一种嵌入式计算机电测综合仪器。
技术介绍
现有的通用电子测量仪器以分立仪器为主，功能单一、无嵌入式操作系 统、无组合扩展功能，诸如信号发生器、示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪、频率计、数字集成电路测试仪、LCR测量仪、万用表等。使用时，往往同时 需用到两种或两种以上不同功能的仪器，这给使用者带来不便。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种嵌入式计算机电测综合仪器，通过一个测 量仪器实现了信号发生、示波、逻辑分析、频谱分析、频率计、数字集成电 路测试、LCR测量和/或万用表功能。本专利技术采用如下技术方案所述嵌入式计算机电测综合仪器包括控制单元、输入电路单元和输出电 路单元，所述控制单元包含主控制处理器、存储器、人机交互界面，主控制 处理器分别连接并控制存储器和人机交互界面；输入电路单元包含示波器模 块、频语分析仪模块、逻辑分析仪模块、万用表模块、电阻电容电感测量仪 模块、频率计模块和/或数字集成电路测试仪模块各功能仪器的输入电路功能 模块；输出电路单元则包含信号发生器功能模块；控制单元通过总线进行与 输入电路单元各模块通信并控制各模块工作。优选地，所述主控制处理器包括一个可编程逻辑器件，所述可编程逻辑 器件内包括一控制内核，在控制内核内部构建有一多任务操作系统，在系统 中为输入电路单元中个模块创建单独的进程，来完成各自的数据采集、处理和各种控制信息的处理，同时创建图形界面显示进程和通信处理进程，各进 程间利用消息进行通信、交换数据。优选地，所述控制内核内包括一硬件加速器。优选地，所述示波器模块和频语分析仪模块包括CH1、 CH2示波器的双 输入通道、ADC转换、DAC模块、时钟管理电路、EXT触发输入电路以及 FPGA模块，FPGA模块中包括一 SOPC接口模块，FPGA模块中通过SOPC 接口模块与主控单元并行总线相连。优选地，所述信号发生器模块包括SOPC接口、外部存储器接口、内部 控制寄存器、主波形DDS、调制波形DDS、 DAC模块、外部控制模块、AD7920 接口、 AD9755接口、 AD5662接口。优选地，所述逻辑分析仪模块包括电平比较单元、电平转换单元、主控 单元、显示单元，输入分析信号依次经过电平比较单元和电平转换单元预处 理，将信号发送到主控单元，主控单元处理信号并将处理结果发送到显示单 元显示。优选地，所述频率计模块包括微处理单元、控制电路单元、低频双通道 输入单元、放大器单元、转换器单元、高频输入单元、高速场效应管放大器 和分频器，控制电路单元分别控制低频双通道输入单元、放大器单元和转换 器单元，低频双通道输入单元将低频输入信号发送至放大器放大，放大后的 低频信号发送至转换器，转换器处理后的低频信号发送至所述主控单元内的 等精度测量模块；高频输入单元将输入信号发送至高速场效应管放大器，放 大后的高频信号经过分频器分频后发送至所述主控单元内的等精度测量模 块。 -优选地，所述LCR测试仪模块包括第一测试夹、第二测试夹、档位切换 单元、电阻/电容测量单元、电感测量单元和微处理单元，其中档位切换单元 连接第一测试夹和第二测试夹对在第一测试夹和第二测试夹的输入信号类型 切换，档位切换单元输出的信号分别发送至电阻/电容测量单元和电感测量单 元，电阻/电容测量单元和电感测量单元输出信号到微处理单元，微处理单元 与所述控制单元的控制进行通信，接收控制并发送测量结果。优选地，所述数字集成电路测试仪模块包括测试座单元、引脚控制电路 矩阵单元、CPLD/FPGA模块单元和从控制器单元，其中引脚控制电路矩阵单元获取测试座单元获得的数据并发送给CPLD/FPGA模块单元、CPLD/FPGA ^^莫块单元处理数据后发送至从控制单元，从控制器单元接受所述控制单元的 控制并将处理结果发送至所述控制单元。本专利技术电子测量仪器通过控制单元通过总线进行与示波器模块、频镨分 析仪模块、逻辑分析仪模块、万用表模块、电阻电容电感测量仪模块、频率 计模块、数字集成电路测试仪模块各功能仪器的输入电路功能模块和/或信号 发生器功能模块通信，并控制所述各模块工作，让使用者实现信号发生器、 示波器、逻辑分析仪、频i普分析仪、频率计、数字集成电路测试仪、LCR测 量仪、万用表等基本仪器的功能，且各仪器功能可并行工作。附图说明图l是本专利技术的模块组成图2本专利技术的软件框图3示波器/频谱分析仪功能模块框图4信号发生器功能模块框图5逻辑分析仪功能模块框图6频率计功能模块框图7LCR测试仪功能模块电路图8数字集成电路测试仪功能模块框图。本专利技术目的、功能及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 具体实施例方式本实施例的电子测量仪器通过控制单元通过总线进行与示波器模块、频 谱分析仪模块、逻辑分析仪模块、万用表模块、电阻电容电感测量仪模块、 频率计模块、数字集成电路测试仪模块各功能仪器的输入电路功能模块和/或信号发生器功能模块通信，并控制所述各模块工作，实现信号发生器、示波 器、逻辑分析仪、频谱分析仪、频率计、数字集成电路测试仪、LCR测量仪、 万用表等基本仪器的功能。如图1和图2所示，所述嵌入式计算机电测综合仪器包括主控单元1、输 入电路单元2和输出电路单元3,所述控制单元1包含主控制处理器11、存 储器12、人机交互界面13,主控制处理器11分别连接并控制存储器12和人 机交互界面13;输入电路单元2包含示波器模块21、频谱分析仪模块22、逻 辑分析仪模块23、万用表模块24、电阻电容电感测量仪模块25、频率计模块 26和/或数字集成电路测试仪模块27;输出电路单元3包括信号发生器功能模 块31;控制单元1通过总线进行与输入电路单元2和/或输出电路单元3中各 模块通信并控制各模块工作。由此实现信号发生器、示波器、逻辑分析仪、 频谱分析仪、频率计、数字集成电路测试仪、LCR测量仪、万用表等基本仪 器的功能本实施例采取主控单元与各分功能模块相结合的主从分布式来共同控 制。主控单元1的FPGA模块(Field - Programmable Gate Array,现场可编程 门阵列)作为整个集成仪器的主控制处理器11，使用的处理器为Altera公司 32位软核处理器Nios㊣II， Nios II嵌入式处理器是一个用户可配置的通用 RISC嵌入式处理器，是一款non-MMU的处理器。为了使综合仪器多种仪器并行工作，用户可以同时使用多种仪器，这就 要求各仪器相应的控制程序并行、及时得处理各自得数据和用户得各种操作。 本专利技术的第二实施例采用多任务的嵌入式操作系统，优选选4奪方案为^Clinux 系统，它是Linux针对non-MMU的处理器的衍生版。显示屏采用640*480点 阵的24位彩色TFT液晶屏，除了具有与通用仪器类似的键盘控制夕卜，本系统 还增加了触摸屏控制方式，这使得用户操作更方便、更直观；扩展的存储器 有FLASH芯片及SDRAM芯片，平台还设计了 USB串行总线和网络接口 ， 以便与计算机或网络联接。在嵌入式操作系统中为每种仪器功能模块创建单 独的进程，来完成各自的数据采集、处理和各种控制信息的处理，同时创建 图形界面显示进程和通信处理进程。各进程间利用消息进行通信、交换数据。由于像示波器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式计算机电测综合仪器，其特征是：包括控制单元、输入电路单元和输出电路单元，所述控制单元包含主控制处理器、存储器、人机交互界面，主控制处理器分别连接并控制存储器和人机交互界面；输入电路单元包含示波器模块、频谱分析仪模块、逻辑分析仪模块、万用表模块、电阻电容电感测量仪模块、频率计模块和／或数字集成电路测试仪模块等各功能仪器的输入电路功能模块；输出电路单元则包含信号发生器功能模块；控制单元通过总线进行与输入电路单元、输出电路单元各模块通信并控制各模块工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋跃，张志坚，余炽业，胡升平，杜应彪，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]