摘要：

数字示波器是目前电子领域里最常用的电子测量设备,被实验室工作者和现场工程师所广泛使用。便携式数字示波器是现代数字示波器的发展趋势,集合多种功能于一身、采用智能操作系统、界面友好、操作方便是数字示波器在当前移动互联网迅速发展的背景下应该具有的特点。但是现在市场上的示波器大多还是体积大而笨重的样式,即便是个别厂商新推出的便携式示波器,其界面显示效果也很单调而且还是传统的按键式操作,更不用说具有智能的操作系统和多功能集成了。所以,有必要设计一款符合现代示波器发展要求的新型便携式数字示波器。本文所设计的示波器是一款采用目前流行的开源Android操作系统、可以触控操作、波形显示效果炫丽、并且可随时随地联网的便携式示波器。本文主要的研究内容为Android示波器的操作系统裁剪和数据传输接口的设计,采用了自上而下逐层进行的研究方法,即先研究处于上层的Android操作系统,将原生Android系统移植到示波器平台;再研究SD卡挂载路径,为数据传输准备好通道;最后研究如何实现数据传输接口,将底层数据采集电路中的数据传输到上层应用程序。本文首先给出了设计这样一款便携式示波器的背景及意义,简单介绍了当前示波器的发展现状,并对当前主流的用于移动终端的智能操作系统进行了比较。然后对Android系统层开发的环境、方法、步骤和SD卡原理做了详细的说明,为将原生Android系统移植到示波器平台做好准备;接着基于对示波器的需求分析,对系统进行了功能定制,以符合示波器的需求特性,而后提出了以SD卡作为数据传输接口的方法,在操作系统层设计并实现了数据接口的驱动程序和数据传输通道;最后用FPGA来实现模拟SD卡的功能,以实现将底层电路DDR中的数据传输到Android系统,最终可以被上层应用程序调用的目的。经过系统调试和实机运行,本文设计的示波器系统可以正常运行,用FPGA实现的模拟SD卡能正常挂载到系统,接口和系统之间可以进行通信。

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