基于VC6.0的USB型虚拟示波器设计与实现张坤沈华东尹念东（黄石理工学院机电工程学院，湖北黄石435003）摘要：以8位A/D转换器TLC5510、逻辑控制芯片EPM7064、USB接口芯片AN2131QC为核心，以计算机系统为硬件平台，以Labwindows/CVI和VC为开发工具，设计并制作一种USB型虚拟示波器。系统由数据采集、数据分析处理、数据输出与显示三部分组成。关键词：虚拟示波器；Labwindows/CVI；USB；：TM935.37文献标识码：ADesignandImplementationofvirtualoscilloscopewithUSBbasedonVC6.0ZhangKunYinNiandongShenHuadong(SchoolofMechanicalEngineering，HuangshiInstituteofTechnology，HuangshiHubei435003)Abstract：Onthebasisof8-bitA/DconverterTLC5510,logiccontrolchipEPM7064,USBinterfacechipAN2131QC，akindofvirtualoscilloscopewasdesignedandmade.WiththecomputersystemhardwareplatformandLabwindows/CVIforinstrumentforthedevelopment,aUSB-basedvirtualoscilloscopewasdesignedandproduced.Thesystemconsistsofdataacquisition,dataprocessing,dataoutputanddisplay.Keywords：VirtualOscilloscope；Labwindows；USB图2系统硬件电路原理图调理电路A/D转换FIFO缓冲USB接口PC处理与显示被测信号CPLD时序控制1引言虚拟仪器是利用现有的PC计算机、加上特殊设计的仪器硬件及专用软件，形成既有普通仪器的基本功能，又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。本文介绍一种基于USB总线接口技术，用Labwindows/CVI及VisualC++6.0编程的虚拟示波器试验系统。该系统集波形采集、数据分析、输出、显示为一体。2系统总体框图虚拟示波器系统主要由数据采集卡、计算机和专用软件组成，其中，数据采集卡主要包括：信号调理电路、A/D转换模块、CPLD时序逻辑控制、FIFO缓冲、USB接口。系统的结构框图如图1。信号调理电路主要负责信号的滤波、放大和阻抗匹配；A/D模块主要对经过调理后的信号进行模/数转换实现信号数字化；CPLD时序控制主要为A/D转换和FIFO缓冲提供时序信号完成A/D转换和数据的存储；USB接口实现与PC间的通讯，把采集的数据送给PC处理和接收PC发来的控制信号进行相应的处理。图1系统总体结构2.1系统硬件电路设计根据系统总体框图选择元器件。A/D转换选择美国德州仪器（TI）公司生产的８位半闪速结构模数转换器TLC5510。CPLD选择ALTERA公司MAX7000系列EPM7064CPLD，具有高性能低功耗CMOSEEPROM技术、遵循PCI规范、内嵌JTAGBST电路、标准ISP特性、5–nspintopin延时，最高频率175.4MHz、I/O接口支持5V、3.3V和2.5V等多种电平的特点。USB接口选择Cypress公司的EZ-USB系列的AN2131QC，它支持12Mb/s的全速传输，可使用4种USB传输协议方式：控制传输、中断传输、块传输和同步传输，完全兼容USB1.1协议，AN2131QC主要包括USB收发器、AncherCore、增强型8051、8KBRAM、2KB的FIFO存储器、24个I/O口、8位数据总线、16位总线和I2C接口。系统的电路如图2。该系统的主要技术指标：1．A、B双通道工作模式2．+/-10V的双极性输入3．最高采样率为1MSPS4．50Ω阻抗匹配1、湖北省自然科学基金项目（编号2007ABA403）2、湖北省重点学科“机械电子工程”资助项目3、“虚拟试验技术”校级创新团队项目3USB驱动的设计3.1WDM驱动程序的组成WDM（WindowsDriverMode，Windows驱动模型）基本组成包括以下5个例程。（1）驱动程序入口例程：处理驱动程序的初始化。（2）即插即用例程：处理PnP设备的添加、删除和停止。（3）分发例程：处理用户应用程序发出的各种I/O请求。（4）电源管理例程：处理电源管理请求。（5）卸载例程：处理驱动程序的卸载。3.2USB驱动的开发编写USB设备驱动程序所需的开发环境，主要包括：DDK、BUILD工具和VisualC++开发环境设置。DDK是Microsoft公司提供的驱动程序开发包，它是开发驱动程序所必须的软件，在WindowsXP下使用的是WinXPDDK。在DDK安装完毕后，其文件下的bin目录下包含一些可执行文件，如Build.exe（用于创建驱动程）、Setenv.bat（用于设置驱动程序的构造环境）。VisualC++开发环境需要进行一些设置以使其能直接编译、连接设备驱动程序的源代码。主要是以下几个地方...