一种基于通用串口的多路波形采集显示和数据分析处理系统

摘要

本发明涉及上位机测试技术领域，特别是一种基于通用串口的波形采集显示和数据分析处理系统，包括波形采集与显示部分和数据分析与处理部分，本系统采用多线程架构，波形采集与显示部分通过从PC的RS232通用串行接口获取下位机上传的多路波形数据，经过处理之后用文本和波形图显示；于此同时，数据分析与处理部分进行波形数据采集和处理显示工作，显示波形的连续实时变化。本发明的优点在于用一种简单新型的方法，在运行windows操作系统的PC机上实现了基于RS232串行接口的多路（最大4路）波形数据实时传输与分路显示的系统，并且这个系统还融合了数据分析功能，能对每路波形进行频谱分析和多种滤波算法处理。

主权项

一种基于通用串口的波形采集显示和数据分析处理系统，包括波形采集与显示部分和数据分析与处理部分，其特征在于：本系统采用多线程架构，波形采集与显示部分通过从PC的RS232通用串行接口获取下位机上传的多路波形数据，经过处理之后用文本和波形图显示；于此同时，数据分析与处理部分进行波形数据采集和处理显示工作，显示波形的连续实时变化；所述RS232通用串行接口的串口波特率小于或等于115200bps，自动识别和显示多路波形，同时处理1‑4路波形； 所述RS232通用串行接口通讯过程为：RS232接口以字节为单位串行发送数据，每个字节数值范围为0x00 – 0xFF，下位机循环发送多路波形的每个时间节点数据，例如，发送a、b、c三路波形，假设其在时间节点i上的数据值分别为ai、bi和ci，那么下位机发送数据的顺序为…、ai、bi、ci、ai+1、bi+1、ci+1、…；为防止波形出现串混错误，在每两个时间节点的数据之间插入一个标志位，作为第一路波形数据的起始标志，定义这个标志位为0xFF；于是数据发送序列变为…、0xFF、ai、bi、ci、0xFF、ai+1、bi+1、ci+1、0xFF、…；由于0xFF被标志位占用，因此波形数据的有效数值范围为0x00 – 0xFE；波形数据应禁止出现0xFF数值；所述发送方法为： a、按时间节点顺序发送多路波形的节点数据，如…、0xFF、ai、bi、ci、0xFF、ai+1、bi+1、ci+1、0xFF、…；b、以0xFF作为时间节点分割标志；与之对应的接收方法具体为：a、以0xFF作为时间节点检测标志b、从当前接收到0xFF标志起，到下一个0xFF标志之间，第一个字节作为波形1数据，第二个字节作为波形2数据，第三个字节作为波形3数据，第四个字节作为波形4数据；c、若两个标志位之间不足四个字节，则没有数据的波形不做处理；若两个标志位之间多于四个字节，第四个字节以后的字节直接忽略，保证良好的兼容性；数据分析与处理部分将波形数据转换成表格形式，对任意一路波形通过快速傅里叶变换FFT进行频谱分析，通过有限冲激响应数字滤波器FIR或无限冲激响应数字滤波器IIR实现滤波，并显示滤波前后的波形和频谱图对比。