程序设计中,系统不断检测单片机接收中断标志位RCIF1,一旦USART异步接收器的移位寄存器RSR接收到CP2102数据线上发送的停止位,RSR寄存器就将已接收的8位数据装载到接收寄存器(RCREG1)中。系统发送数据时,前次装入发送缓冲器(TXREG1)的数据的停止位P发送出去后,TXREG1缓冲器中的数据(软件装入)就被载入TSR寄存器中,TXREG1缓冲器就为空状态,同时发送中断标志位TXIF被置1。TSR将待发送数据逐位移至CP2102数据线,完成系统与CP2102 USB模块的数据传输。
软件设计
FPGA功能实现程序运用硬件描述语言Verilog HDL编写;PIC单片机程序用C语言编写,并采用第三方C语言工具HITECH公司PICC—18编译器编译实现。PC显示和操作部分运用图形化语言LabView7.1编写,其前面板如图3所示。
图3 系统面板
实验操作
采用LabView7.1开发的虚拟操作平台,可以方便实现仪器的操作控制。实验开始前,首先选择通信端口,建立PC与本系统的通信;设置触发电平,设置采样频率(外部、内部或其他)、触发方式、触发字、屏蔽字并点击“发送触发命令”按钮,完成相关设置,开启数据采集和触发进程。点击“读取采样数据”可读出采集到的数据,并在PC上显示。
结语
在综合考虑应用需要和成本的前提下,本设计采用4个高速采样通道,最高可达75MHz采样率,存储深度达512KB,最多可采集220个测试点。触发电平由10位串行数模转换器TLC5615产生,电平误差小于5mV。高速USB2.0通信接口配合LabView7.1开发的虚拟操作平台,可实现数据在PC上的实时显示。本设计的成本还不到市场上同性能产品的1/2,更适用于教学等对产品数量要求较多,性能要求中等的单位采用。