專利名稱：：一種數(shù)字示波器及其操縱顯示波形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種基于微處理器或計(jì)算機(jī)的數(shù)字示波器、以及在數(shù)字示波器中操縱顯示波形的方法。
背景技術(shù)：
：示波器能夠同步地顯示幾個(gè)波形，每個(gè)波形描述了一個(gè)不同的信號(hào)的幅度相對(duì)于時(shí)間的變化。這種示波器允許操作員調(diào)整每個(gè)顯示波形的多種顯示參數(shù)，比如波形在示波器屏幕上的垂直位置，垂直顯示比例，水平觀測(cè)位置，水平顯示比例，觸發(fā)電平，顏色，亮度，等等。當(dāng)顯示波形數(shù)較少時(shí)，一些示波器(比如現(xiàn)在流行的2通道或4通道示波器)為控制每個(gè)波形的常用顯示參數(shù)(一般是波形在示波器屏幕上的垂直位置和垂直顯示比例)提供一套獨(dú)立的前面板旋鈕。這種示波器通常具有彩色顯示屏幕，每個(gè)顯示波形顏色不同，每個(gè)波形對(duì)應(yīng)的前面板參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕與對(duì)應(yīng)波形顏色相同，以方便根據(jù)要調(diào)節(jié)波形的顏色尋找對(duì)應(yīng)顏色的前面板參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕(如垂直位置調(diào)節(jié)旋鈕和垂直顯示比例調(diào)節(jié)旋鈕)完成調(diào)節(jié)。根據(jù)對(duì)各大公司當(dāng)前主流示波器產(chǎn)品的界面的分析，這種方法已基本成為2通道或4通道示波器的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。這種方法的缺點(diǎn)是通道數(shù)大于4時(shí)不易使用；會(huì)限定波形細(xì)節(jié)表現(xiàn)力(每個(gè)通道波形的顏色被限定，在需要用不同顏色表示波形點(diǎn)密度等情況時(shí)會(huì)產(chǎn)生混淆，通道波形顏色與分析波形或存儲(chǔ)波形顏色相同時(shí)會(huì)產(chǎn)生混淆)；沒(méi)有"當(dāng)前波形"概念。當(dāng)顯示波形較多時(shí)，為控制每個(gè)波形的每個(gè)參數(shù)提供一套獨(dú)立的前面板旋鈕或開(kāi)關(guān)是不經(jīng)濟(jì)或不切實(shí)際的，所以可以為控制每個(gè)顯示參數(shù)提供一套獨(dú)立的旋鈕或開(kāi)關(guān)，另外提供一種方法選擇待調(diào)節(jié)顯示參數(shù)的一個(gè)波形，選擇的波形使用比較突出的顯示模式進(jìn)行指示。一旦一個(gè)波形被選擇了，示波器進(jìn)行重新配置，響應(yīng)針對(duì)任何波形顯示參數(shù)控制旋鈕或按鍵的操作，改變選定波形的顯示參數(shù)，此時(shí)參數(shù)輸入設(shè)備被簡(jiǎn)化了。當(dāng)前技術(shù)的幾種波形選擇方法都存在一些缺點(diǎn)，①在有的示波器中，為每個(gè)通道波形提供一個(gè)獨(dú)立的選擇按鍵，利用每個(gè)通道的選擇按鍵選定該通道對(duì)應(yīng)的波形；由于多個(gè)通道波形在屏幕上的排列順序是可變的，所以將一個(gè)波形與它的通道按鍵對(duì)應(yīng)起來(lái)要花費(fèi)一定的時(shí)間。②在有的示波儀器中，提供獨(dú)立的波形選擇旋鈕用于依次選擇相鄰的波形或提供一組用于依次選擇相鄰的波形的按鍵("向上"、"向下")來(lái)選擇波形；這種方法的缺點(diǎn)是只能依次選擇相鄰的波形，當(dāng)顯示波形較多時(shí)，從當(dāng)前選定的波形(比如在屏幕最上面)移動(dòng)到待選波形(比如在屏幕最下面)可能要經(jīng)過(guò)較多的操作步驟。③還有其它一些示波器可以使用鼠標(biāo)在顯示屏幕上直接點(diǎn)擊到波形點(diǎn)上選擇一個(gè)顯示波形；這種方法比較直觀，操作便捷，缺點(diǎn)是眼睛要盯著鼠標(biāo)，多了一個(gè)關(guān)注對(duì)象，并且顯示屏幕上的鼠標(biāo)操作對(duì)象眾多，將鼠標(biāo)精確定位在待選波形的波形點(diǎn)上要費(fèi)些時(shí)間，并且容易造成誤操作。使用鼠標(biāo)選擇波形，一般只是做為一種輔助手段，"使用鼠標(biāo)選擇波形，然后同樣使用鼠標(biāo)改變選擇的波形的顯示參數(shù)"。名為"Waveformselectionbytouch"的美國(guó)專利4,766,425和名為"Touchscreenfeedbacksystem"的美國(guó)專利4,821,030，描述了通過(guò)在觸摸屏上直接點(diǎn)擊到波形點(diǎn)上選擇一個(gè)顯示波形的方法。這種方法比較直觀，操作便捷，缺點(diǎn)是操作時(shí)會(huì)遮蓋住觸摸的部分、和觸摸屏上其它觸摸操作對(duì)象可能造成混淆、增加觸摸屏?xí)岣叱杀?，并且?dāng)波形顯示屏幕較大時(shí)，操作人員手的活動(dòng)范圍也變大，操作人員容易疲勞。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一就是為了克服已有技術(shù)中存在的操作不便的缺點(diǎn)而提供的一種方便操縱顯示波形的示波器；本發(fā)明的目的之二就是提供一種操縱顯示波形的方法。本發(fā)明的基本思路是提供一個(gè)專用的與波形顯示區(qū)在垂直方向上線性對(duì)應(yīng)的條形觸摸裝置(典型的如電容感應(yīng)式觸摸條，以下稱波形選擇觸摸條)用于選擇波形；計(jì)算出每個(gè)顯示波形在顯示屏幕垂直方向上幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(以下稱為波形注視點(diǎn))的坐標(biāo)做為波形垂直位置的代表；波形選擇觸摸條中的觸摸點(diǎn)通過(guò)線性對(duì)應(yīng)關(guān)系映射到顯示屏幕中得到在垂直方向的映射位置，選擇與觸摸映射位置最為接近的波形注視點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波形為當(dāng)前波形。在一個(gè)典型的數(shù)字示波器中，每個(gè)波形以一系列的象素顯示在示波器上，每個(gè)象素的垂直位置由周期性采集一個(gè)輸入信號(hào)產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)序列(幅度相對(duì)于時(shí)間)確定，本發(fā)明根據(jù)每個(gè)波形的數(shù)據(jù)序列計(jì)算出其垂直方向的注視點(diǎn)坐標(biāo)做為波形垂直位置的代表。本發(fā)明中波形顯示區(qū)域的垂直尺寸與波形選擇觸摸條的長(zhǎng)度可以不相同；為了減小操作者手的移動(dòng)范圍，一般波形選擇觸摸條的長(zhǎng)度比波形顯示區(qū)域的垂直尺寸要小很多(波形選擇觸摸條的長(zhǎng)度以手肘或手腕基本不動(dòng)時(shí)手指能觸摸到其所有部分為準(zhǔn)，并且觸摸條的分辨率要足夠。當(dāng)波形顯示區(qū)域的垂直尺寸本來(lái)就不太大時(shí)，兩者尺寸可以是相近或相等的)，可以將波形選擇觸摸條線性映射到波形顯示區(qū)域在垂直方向的位置上。波形選擇觸摸條的形狀也可以非常靈活，既可以是一個(gè)直的等寬的條形觸摸區(qū)域，也可以是以中間點(diǎn)為中心的折線型(以中間位置為參考點(diǎn))，也可以是一段圓弧形或一個(gè)立體的條形。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的示波器以及操縱顯示波形方法在選擇波形時(shí)具有更快、更直觀、并且更不容易出錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)。本方法不需要精確定位，波形選擇裝置占用空間更小，可以減小進(jìn)行波形選擇時(shí)手的操作范圍。波形選擇裝置安置更靈活，可以安置在手最容易操作的位置，并且相對(duì)于波形顯示屏幕可以是移動(dòng)的。-圖1是本發(fā)明中的示波器面板的主視圖；圖2是本發(fā)明中的示波器的硬件簡(jiǎn)化框圖3是本發(fā)明中的波形選擇觸摸裝置中的觸摸條狀態(tài)檢測(cè)電路框圖；圖4是本發(fā)明提供的波形選擇原理示意圖；圖5是波形垂直直方圖示意圖6是本發(fā)明波形選擇裝置的移動(dòng)應(yīng)用方式示意圖；圖7是本發(fā)明"觸摸"操作時(shí)波形選擇程序流程圖；圖8是本發(fā)明"滑動(dòng)"觸摸操作時(shí)波形選擇程序流程圖；圖9是本發(fā)明"按住不動(dòng)"觸摸操作時(shí)波形選擇程序流程圖；具體實(shí)施例方式一、本發(fā)明提供的數(shù)字示波器的組成-如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于微處理器的數(shù)字示波器1的前面正視圖，信號(hào)輸入連接器18安裝在前面板4的下端，顯示屏幕17安裝在前面板4的左邊，顯示屏幕17的右邊是操作鍵盤(pán)20，這里只示出了用于說(shuō)明本發(fā)明的三個(gè)主要操作區(qū)波形設(shè)置區(qū)3、波形顯示調(diào)節(jié)旋鈕區(qū)5、波形選擇區(qū)7，波形設(shè)置區(qū)3包括4個(gè)常用波形/波形窗口的設(shè)置菜單的功能按鍵和一個(gè)快捷關(guān)閉"當(dāng)前波形"的鍵，如按鍵"CH1CH8"的操作可以彈出"通道設(shè)置"菜單用于設(shè)置8個(gè)通道的波形開(kāi)關(guān)、阻抗、耦合和探頭系數(shù)等參數(shù)。波形顯示調(diào)節(jié)旋鈕區(qū)5中包括波形垂直方向顯示比例和位置的兩個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕(右邊的兩個(gè))和水平方向的兩個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕。波形選擇區(qū)7主要包括一個(gè)波形窗口列切換按鍵9和波形選擇觸摸條11;按下波形窗口列切換按鍵9可以在左右并列的窗口間切換選擇"當(dāng)前窗口"，"當(dāng)前窗口"采用突出的顯示模式進(jìn)行標(biāo)識(shí)。波形選擇觸摸條11是一個(gè)條型觸摸機(jī)構(gòu)，用于在"當(dāng)前窗口"列選擇波形，可以采用現(xiàn)在比較流行的電容感應(yīng)式觸摸技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如QUANTUM公司的QslideTM觸摸控制芯片就可以方便地用于設(shè)計(jì)電容感應(yīng)式觸摸條。如圖1中所示，可以在波形選擇觸摸條11的中間設(shè)置分隔線輔助進(jìn)行位置定位。顯示屏幕17可以顯示示波器產(chǎn)生的波形、菜單、數(shù)據(jù)和其它圖形或文本，在這里只是示出了包括3個(gè)波形窗口的波形顯示區(qū)97，3個(gè)波形窗口分為兩列，左邊的波形窗口98和波形窗口99上下并列，右邊的波形窗口100中有4個(gè)波形，外框線用雙線表示是當(dāng)前選中窗口。波形窗口98和波形窗口99中示意的是分析波形，波形窗口100中示意的4個(gè)波形是通道波形。波形選擇觸摸條11的觸摸區(qū)域一般比波形顯示區(qū)97在垂直方向的區(qū)域要小，在通過(guò)觸摸波形選擇觸摸條ll選擇波形時(shí)，要將其觸摸區(qū)域與波形顯示區(qū)97在垂直方向的區(qū)域線性對(duì)應(yīng)起來(lái)。圖2是圖1示出的示波器1的硬件框圖。一路被測(cè)信號(hào)通過(guò)示波器的輸入連接器18(如通用示波器的BNC插座)引入示波器，經(jīng)過(guò)示波器內(nèi)部電路板上的信號(hào)調(diào)理電路30調(diào)節(jié)后由ADC電路31進(jìn)行數(shù)字化，ADC電路31輸出的波形點(diǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)信號(hào)采集處理器32處理后存儲(chǔ)到采集存儲(chǔ)器33。微處理器34在存儲(chǔ)在R0M41中的軟件控制下運(yùn)作，RAM42用作臨時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，ROM41和RAM42通過(guò)總線43操作。采集存儲(chǔ)器33中的波形點(diǎn)數(shù)據(jù)決定了波形點(diǎn)在顯示屏幕上的顯示位置。微處理器34將采集存儲(chǔ)器33中的波形點(diǎn)數(shù)據(jù)處理后通過(guò)顯示控制器36寫(xiě)入光柵存儲(chǔ)器35形成顯示位圖，顯示控制器36定時(shí)讀取光柵存儲(chǔ)器35中的顯示位圖數(shù)據(jù)送到顯示屏幕17產(chǎn)生顯示。觸發(fā)發(fā)生電路37和采集控制電路38控制觸發(fā)與采集，使多個(gè)波形的顯示與操作者設(shè)定的觸發(fā)點(diǎn)同步。鍵盤(pán)電路39負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)操作者對(duì)按鍵、旋鈕和波形選擇觸摸條的操作，并編碼后發(fā)送給微處理器34進(jìn)行響應(yīng)。微處理器34可以是標(biāo)準(zhǔn)的Intd80X86系列的微處理器，或基于ARM內(nèi)核的微處理器；微處理器34通過(guò)接口44與鍵盤(pán)電路39進(jìn)行通訊；接口44可以是RS232、USB或SPI等接口，鍵盤(pán)電路39也包括一個(gè)對(duì)應(yīng)的接口與主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊；必要時(shí)，微處理器34也可以設(shè)計(jì)成通過(guò)無(wú)線接口和鍵盤(pán)電路39進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)遙控鍵盤(pán)。微處理器34可以根據(jù)鍵盤(pán)電路39發(fā)來(lái)的操作者的指令執(zhí)行程序，控制示波器進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。如根據(jù)波形設(shè)置區(qū)3的按鍵"CH1-CH8"的操作指令彈出"通道設(shè)置"菜單用于設(shè)置某個(gè)通道的波形開(kāi)關(guān)、阻抗、耦合和探頭系數(shù)等參數(shù)；根據(jù)觸摸條的的操作指令選擇一個(gè)波形做為"當(dāng)前波形"；據(jù)波形顯示調(diào)節(jié)旋鈕區(qū)5中垂直調(diào)節(jié)旋鈕的操作指令控制"當(dāng)前波形"對(duì)應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路30的信號(hào)衰減/放大比例或上下偏移等。注意，相對(duì)于其它波形，操作者通過(guò)觸摸條選擇的"當(dāng)前波形"要采用比較突出的顯示模式進(jìn)行顯示或指示，比如采用更高的波形亮度、采用比較突出的顏色等。圖6是本發(fā)明波形選擇裝置的移動(dòng)應(yīng)用方式示意圖。本發(fā)明的波形選擇觸摸裝置可以設(shè)計(jì)為波形操作移動(dòng)終端601，其中包括波形選擇摸條、掃描電路、接口電路以及其它波形操縱部件。示波器模塊603通過(guò)接口(PCI、USB、RS232或無(wú)線接口等)與計(jì)算機(jī)602連接，波形操作移動(dòng)終端601通過(guò)接口電纜或無(wú)線通訊方式與計(jì)算機(jī)602通訊，通過(guò)計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)中的程序選擇和操縱波形。波形操作移動(dòng)終端601及其中的波形選擇觸摸條，相對(duì)于用于波形顯示的計(jì)算機(jī)的顯示器604，是可以移動(dòng)的。通過(guò)選擇一個(gè)波形，操作者告訴示波器，做為對(duì)波形顯示調(diào)節(jié)旋鈕等的操作的響應(yīng)，調(diào)整顯示在屏幕上的哪一個(gè)波形。如上所述，先前技術(shù)的示波器允許操作者通過(guò)多種方法指示選擇的波形。但是，本發(fā)明的方法是提供一個(gè)系統(tǒng)，操作者通過(guò)觸摸與波形顯示區(qū)垂直方向的位置線性對(duì)應(yīng)的波形選擇觸摸條11來(lái)告訴示波器選擇與觸摸點(diǎn)位置最近的其中一個(gè)顯示波形。二、本發(fā)明提供的操縱顯示波形的方法-1、本發(fā)明一般采用C語(yǔ)言進(jìn)行微處理器34的程序編制，并且典型地，該程序存儲(chǔ)于ROM41中，供微處理器34調(diào)用執(zhí)行。2、波形注視點(diǎn)定義本發(fā)明基于這樣的事實(shí)相對(duì)于顯示屏幕的波形顯示區(qū)97的垂直分辨率，顯示屏幕垂直方向上顯示的波形數(shù)相對(duì)是較少的。比如一般的數(shù)字存儲(chǔ)示波器的分辨率是8bit，顯示屏幕的波形顯示區(qū)97的垂直分辨率一般也是8bit，即256行象素；而屏幕上一般只顯示幾個(gè)波形；具有邏輯波形的示波器顯示波形較多，可能會(huì)有20個(gè)左右。所以當(dāng)手觸摸波形選擇觸摸條11時(shí)，不需要精確知道是否觸摸到哪個(gè)波形的垂直范圍內(nèi)，只需知道觸摸位置距離哪個(gè)波形要近一些，就可以確定是要選擇這個(gè)波形。于是，本發(fā)明考慮選取一個(gè)波形的最大值(MAX)與最小值(MIN)對(duì)應(yīng)的垂直位置，或波形的頂(TOP)與底(BASE)對(duì)應(yīng)的垂直位置做為波形顯示的垂直位置的代表；由于這些位置通常也是一個(gè)波形上容易得到注視的關(guān)鍵的垂直位置，為了敘述方便，在本發(fā)明中就稱其為"波形注視點(diǎn)"；觸摸位置距離哪個(gè)波形注視點(diǎn)近一些，就選擇這個(gè)波形注視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波形為"當(dāng)前波形"。以波形的"頂"和"底"做為更穩(wěn)定的波形注視點(diǎn)一個(gè)波形的"頂"(TOP)和"底"(BASE),是通過(guò)統(tǒng)計(jì)一個(gè)波形的波形點(diǎn)在垂直方向上的分布的直方圖，選取上、下兩個(gè)峰值/準(zhǔn)峰值點(diǎn)得出的。如圖5所示，統(tǒng)計(jì)左邊的方波波形222的波形點(diǎn)在垂直方向上的分布，得到直方圖333。直方圖333具有上下兩個(gè)峰值點(diǎn)，如圖中箭頭指示處，即為波形的"頂"(TOP)和"底"(BASE)。相對(duì)于波形的最大值(MAX)與最小值(MIN)，波形的"頂"(TOP)和"底"(BASE)的位置更加穩(wěn)定。對(duì)于多電平數(shù)字信號(hào)，其垂直方向的直方圖上會(huì)有多個(gè)峰值點(diǎn)，都可以選為波形注視點(diǎn)。對(duì)于一個(gè)直流信號(hào)，其顯示波形是一條直線，波形的"頂"(TOP)和"底"(BASE)是非常接近的，此時(shí)可以取其中的一個(gè)做為唯一的波形注視點(diǎn)。3、觸摸操作檢測(cè)典型地，鍵盤(pán)掃描電路39中可以由單片機(jī)方便的實(shí)現(xiàn)按鈕、旋鈕操作的掃描，波形選擇觸摸裝置包括電容感應(yīng)式觸摸條以及對(duì)其進(jìn)行管理的觸摸控制芯片(如QUANTUM公司的QslideTM系列)管理。如圖3所示，掃描電路77以觸摸控制芯片為核心，觸摸條ll由PCB表面的導(dǎo)電圖形組成，可以檢測(cè)手指的接近感應(yīng)電容；觸摸條11的狀態(tài)由3根檢測(cè)線SNSA1、SNSA2、SNSA3傳感到掃描電路77，掃描電路77將觸摸條11的狀態(tài)編碼，如果發(fā)現(xiàn)觸摸條11的狀態(tài)發(fā)生了變化，則改變CHANGE信號(hào)的狀態(tài)以中斷的方式通知微處理器34。微處理器34通過(guò)一個(gè)5線SPI接口(包括DRDY、/SS、SCLK、MOSI、MISO共5個(gè)信號(hào)線)讀取掃描電路77檢測(cè)到的觸摸條的狀態(tài)信息。掃描電路77提供的觸摸條的狀態(tài)信息包括當(dāng)前是否觸摸、當(dāng)前觸摸位置等。檢測(cè)到CHANGE信號(hào)的狀態(tài)變?yōu)橛行Ш?，微處理?4執(zhí)行觸摸操作檢測(cè)程序，首先判斷當(dāng)前是否觸摸，如果手指離開(kāi)了觸摸條11，則做記錄后退出觸摸操作檢測(cè)程序，否則，記錄當(dāng)前觸摸位置并判斷觸摸方式是"觸摸"還是"滑動(dòng)"。"觸摸"，即操作者的手指由沒(méi)有在觸摸條上到觸摸到觸摸條上的事件；"滑動(dòng)"，即操作者的手指原來(lái)觸摸在觸摸條上，現(xiàn)在仍然觸摸在觸摸條上，但是位置發(fā)生了變化。還有一種情況是"按住不動(dòng)"。當(dāng)手指一直觸摸在觸摸條11上的一個(gè)固定位置時(shí)，由于觸摸條的狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化，就沒(méi)有有效的CHANGE信號(hào)產(chǎn)生，這時(shí)要使用定時(shí)中斷來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。定時(shí)器45每隔一定的時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)中斷，此時(shí)微處理器34就判斷手是否一直觸摸在觸摸條11上；如果原來(lái)是在觸摸狀態(tài)，現(xiàn)在還是在觸摸狀態(tài)，但觸摸位置沒(méi)發(fā)生變化，就可認(rèn)定手一直"按住不動(dòng)"在觸摸條ll上。所以，觸摸操作檢測(cè)程序?qū)⑹值挠|摸操作分為三種"觸摸"、"滑動(dòng)"、"按住不動(dòng)"。檢測(cè)到觸摸操作后，就可以將觸摸位置與計(jì)算出的波形注視點(diǎn)的位置進(jìn)行比較，觸摸位置距離哪個(gè)波形注視點(diǎn)近一些，就選擇這個(gè)波形注視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波形為"當(dāng)前波形"。其主要處理流程是觸摸位置映射，波形注視點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算，波形選擇。4、觸摸位置在顯示屏幕垂直方向上的線性映射關(guān)系一般的，數(shù)字示波器的垂直分辨率為8比特，一個(gè)波形點(diǎn)經(jīng)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的范圍是0255，采集存儲(chǔ)器33中存儲(chǔ)的就是每個(gè)波形的多個(gè)采集時(shí)刻的波形點(diǎn)的8比特?cái)?shù)據(jù)。圖4顯示了圖1中顯示屏幕17右邊的波形窗口100中的4個(gè)波形WfinlWfin4，假定波形窗口100即是波形顯示區(qū)。粗的豎線段111指示了波形顯示區(qū)在垂直方向上的尺寸的投影，其象素坐標(biāo)范圍是0255，其中下端的箭頭指示了波形顯示區(qū)在垂直方向上的投影的底部位置，上端的箭頭指示了波形顯示區(qū)在垂直方向上的投影的頂部位置。粗的豎線段102、104、106、108分別指示了4個(gè)顯示波形在垂直方向上的投影，每個(gè)投影線段的上端對(duì)應(yīng)波形數(shù)據(jù)的最大值，每個(gè)線段的下端對(duì)應(yīng)波形數(shù)據(jù)的最小值。由于觀測(cè)的需要，操作者可能調(diào)節(jié)任一波形的位置，所以4個(gè)波形在上下順序上并不一定與它們的序號(hào)(14)一一對(duì)應(yīng)。粗的豎線段115指示了波形選擇觸摸條11的長(zhǎng)度尺寸，其分辨率范圍是063。要將波形選擇觸摸條11在垂直方向上的尺寸與波形顯示區(qū)在垂直方向上的尺寸線性對(duì)應(yīng)起來(lái)，也就是將豎線段115與豎線段111線性對(duì)應(yīng)起來(lái)。在圖4的示例中，由于豎線段111的座標(biāo)范圍是256，豎線段115的座標(biāo)范圍是64，256+64=4，所以豎線段115上的一個(gè)點(diǎn)的座標(biāo)Yl到豎線段111的對(duì)應(yīng)位置的座標(biāo)Y2的線性映射關(guān)系為Y2=Y1*4;由于豎線段115的上的一個(gè)座標(biāo)對(duì)應(yīng)豎線段111的上的4個(gè)座標(biāo),使用上式是把豎線段115的上的一個(gè)座標(biāo)對(duì)應(yīng)到豎線段111的上對(duì)應(yīng)的4個(gè)座標(biāo)中的最下端的一個(gè)座標(biāo)。根據(jù)習(xí)慣，也可以把豎線段115上的一個(gè)座標(biāo)對(duì)應(yīng)到豎線段111的上對(duì)應(yīng)的4個(gè)座標(biāo)中的中間的一個(gè)座標(biāo)，這時(shí)線性映射關(guān)系修正為Y2=Yl*4+2;現(xiàn)在假設(shè)微處理器34從鍵盤(pán)電路39得到了一個(gè)觸摸操作事件(CHANGE信號(hào)的狀態(tài)變?yōu)橛行?，圖4中箭頭117指示了觸摸點(diǎn)的位置，觸摸操作檢測(cè)程序得到觸摸位置Npos-34;根據(jù)修正后的線性映射公式計(jì)算出觸摸位置Npos在顯示屏幕波形顯示區(qū)垂直方向上的線性對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)是Touch_pos=Npos*4+2=34*4+2=138;也就是圖4中箭頭113指示的位置，該位置定義為映射位置。在下面的實(shí)施例說(shuō)明中，就采用這種修正后的線性映射方法。反過(guò)來(lái)，也可以將顯示屏幕波形顯示區(qū)的一點(diǎn)的垂直座標(biāo)線性映射到觸摸條11上。5、波形注視點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算與排序?qū)τ诰哂?bit分辨率的采集通道的波形，其最大值與最小值或"頂"與"底"的計(jì)算，和眾所周知的數(shù)字示波器中電壓測(cè)量項(xiàng)目中最大值與最小值或"頂"與"底"的計(jì)算方法相同，只是不用把波形數(shù)據(jù)的值換算成電壓值。由微處理器34對(duì)采集存儲(chǔ)器33中存儲(chǔ)的每個(gè)波形的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后求出最大值與最小值或"頂"與"底"做為波形注視點(diǎn)。有的混合信號(hào)示波器有邏輯通道，對(duì)于lbit(只有高和低)分辨率的邏輯波形，其波形數(shù)據(jù)只有<0'和'l'兩種值，但屏幕上顯示的邏輯波形的位置和幅度是可以調(diào)節(jié)的。由微處理器34對(duì)采集存儲(chǔ)器33中存儲(chǔ)的每個(gè)邏輯波形的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后求出最大值與最小值，但當(dāng)波形只有高或低時(shí)，最大值與最小值會(huì)相等。可以根據(jù)邏輯波形的位置和顯示高度直接計(jì)算出其波形^高'和<低'的顯示位置做為波形注視點(diǎn)。當(dāng)波形只有高或低時(shí)，兩個(gè)波形注視點(diǎn)的座標(biāo)相同，只需保留一個(gè)。對(duì)于FFT等分析波形，在將其顯示位圖寫(xiě)入光柵存儲(chǔ)器以前，其波形點(diǎn)數(shù)據(jù)一般會(huì)在RAM42中進(jìn)行緩存，由微處理器34對(duì)其波形數(shù)據(jù)緩存中所有波形點(diǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后求出最大值與最小值，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的兩個(gè)波形注視點(diǎn)的座標(biāo)。假設(shè)以圖4中4個(gè)8bit分辨率的采集通道波形的最大、最小值為波形注視點(diǎn)，計(jì)算出各波形注視點(diǎn)的坐標(biāo)見(jiàn)表l。表1各波形的注視點(diǎn)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>因?yàn)橐c觸摸位置比較以確定選擇哪一個(gè)注視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波形，所以要按注視點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行排序，排序后的結(jié)果見(jiàn)表2。當(dāng)遇到多個(gè)波形的注視點(diǎn)坐標(biāo)相同時(shí)，先以波形Wfm號(hào)的大小順序排序。Wftn號(hào)優(yōu)先使用信號(hào)標(biāo)號(hào)輔助排序，沒(méi)有標(biāo)號(hào)時(shí)使用通道號(hào)輔助排序。表2中的"已選標(biāo)識(shí)"項(xiàng)用于在"按住不動(dòng)"方式下記錄已經(jīng)選擇過(guò)了哪些波形，下面有說(shuō)明。表2排序后的注視點(diǎn)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>6、根據(jù)觸摸操作及波形注視點(diǎn)數(shù)據(jù)選擇波形得到鍵盤(pán)電路39發(fā)送過(guò)來(lái)的觸摸條狀態(tài)變化的事件后，微處理器34經(jīng)過(guò)觸摸方式檢測(cè)和觸摸位置映射得到觸摸點(diǎn)的映射位置，并計(jì)算更新波形注視點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后在排序后的注視點(diǎn)數(shù)據(jù)中搜索與映射位置最近的注視點(diǎn)，將其對(duì)應(yīng)的波形確定為"當(dāng)前波形"。下面就說(shuō)明本發(fā)明的波形選擇過(guò)程當(dāng)觸摸操作檢測(cè)程序檢測(cè)到一次有效的觸摸操作后，根據(jù)觸摸操作是"觸摸"，還是"滑動(dòng)"，或是"按住不動(dòng)"，采用不同的方式選擇波形。如果觸摸操作是"觸摸"，按圖7所示的流程選擇波形。如果是"滑動(dòng)"或者"按住不動(dòng)"，按圖8和圖9所示的流程選擇波形。下面針對(duì)這三種觸摸操作下的波形選擇流程，分別給出舉例說(shuō)明。假設(shè)"當(dāng)前波形"是Wfml，現(xiàn)在微處理器34檢測(cè)到一次觸摸操作是"觸摸"，圖4中箭頭117指示了觸摸點(diǎn)的觸摸位置，其坐標(biāo)是34;上面已經(jīng)計(jì)算出觸摸點(diǎn)的觸摸位置在顯示屏幕波形顯示區(qū)垂直方向上的映射位置(圖4中箭頭113指示的位置)的坐標(biāo)是138。然后在表2中搜索除"當(dāng)前波形"Wfinl的注視點(diǎn)(波形Wfm號(hào)等于1的注視點(diǎn)，即表2中注視點(diǎn)序號(hào)為1和2的注視點(diǎn))以外的距離映射位置(坐標(biāo)138)最近的波形注視點(diǎn)，結(jié)果是序號(hào)為4的注視點(diǎn)距離映射位置最近(138—126=12)，對(duì)應(yīng)的波形Wfm號(hào)是4，所以記錄M，為"當(dāng)前波形"的波形Wfm號(hào)，選擇波形Wfin4為"當(dāng)前波形"。如果此時(shí)手離開(kāi)觸摸條后再次觸摸在圖4中箭頭117指示的觸摸點(diǎn)位置，則由于當(dāng)前Wfm4本來(lái)就是"當(dāng)前波形"，所以可以認(rèn)為操作者是希望選擇臨近的另一個(gè)波形，則搜索時(shí)要排除Wfm4對(duì)應(yīng)的兩個(gè)注視點(diǎn)(表2中注視點(diǎn)序號(hào)為1和2的注視點(diǎn))，此時(shí)搜索結(jié)果是序號(hào)為5的注視點(diǎn)距離映射點(diǎn)映射處最近(164—138=26)，對(duì)應(yīng)的波形Wfm號(hào)是2。所以記錄'2'為"當(dāng)前波形"的波形Wfin號(hào)，選擇波形Wfm2為"當(dāng)前波形"。平時(shí)大部分時(shí)間使用示波器觀測(cè)的波形數(shù)較少，此時(shí)觸摸時(shí)使用波形選擇觸摸條的兩端及其中間的分隔線輔助定位，可以很方便快捷地選定關(guān)注的波形。比如屏幕上顯示4個(gè)波形，在波形選擇觸摸條的最下端的多次觸摸，可以交替選擇屏幕下面的兩個(gè)波形；在波形選擇觸摸條的最上端的多次觸摸，可以交替選擇屏幕上面的兩個(gè)波形。所以本發(fā)明也適用于通道數(shù)較少的2通道和4通道示波器，做到不同通道數(shù)示波器的操作鍵盤(pán)通用。不管原"當(dāng)前波形"是哪一個(gè)，當(dāng)微處理器34檢測(cè)到一次觸摸操作是"滑動(dòng)"時(shí)，都會(huì)選擇距離映射位置最近的注視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波形為新的"當(dāng)前波形"。假設(shè)滑動(dòng)前的"當(dāng)前波形"是Wfm4，滑動(dòng)前的觸摸點(diǎn)位置是34，"滑動(dòng)"后的觸摸點(diǎn)位置是39?；瑒?dòng)后新的觸摸點(diǎn)位置39在顯示屏幕波形顯示區(qū)垂直方向上映射位置的投影位置坐標(biāo)是39*4+2=158;由表2搜索距離映射位置坐標(biāo)158最近的注視點(diǎn)，得到坐標(biāo)164，序號(hào)為5，對(duì)應(yīng)的波形Wfm號(hào)為2,即設(shè)定Wfm2為"當(dāng)前波形"。如果繼續(xù)"滑動(dòng)"到一個(gè)新的觸摸點(diǎn)位置46，滑動(dòng)后新的觸摸點(diǎn)位置46在顯示屏幕波形顯示區(qū)垂直方向上的映射位置坐標(biāo)是46*4+2=186;由表2搜索距離映射位置坐標(biāo)186最近的注視點(diǎn)，得到坐標(biāo)182，序號(hào)為6，對(duì)應(yīng)的波形Wfm號(hào)仍然為2，即仍然設(shè)定Wfin2為"當(dāng)前波形"。當(dāng)微處理器34檢測(cè)到一次觸摸操作是"按住不動(dòng)"時(shí)，如圖8所示，選擇除"已選波形"對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)以外的距離映射位置最近的波形注視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波形。如果波形顯示區(qū)某一個(gè)垂直位置交迭顯示的波形較多，就可以通過(guò)"按住不動(dòng)"的方式依次選擇映射位置附近的這些波形。選擇過(guò)一個(gè)波形后，就在表2所示的"已選標(biāo)識(shí)"項(xiàng)中使用'l'將這個(gè)波形的所有注視點(diǎn)都標(biāo)識(shí)為"已選"。當(dāng)手離開(kāi)觸摸條或滑動(dòng)時(shí)，將表2所示的"已選標(biāo)識(shí)"項(xiàng)中使用'0'將所有波形的注釋點(diǎn)都標(biāo)識(shí)為"未選"。所以，在圖7所示的"觸摸"時(shí)的波形選擇流程中，"當(dāng)前波形"也可統(tǒng)一為"已選波形"，但只有"當(dāng)前波形"是"已選波形"，所以也就沒(méi)必要在表2所示的"已選標(biāo)識(shí)"項(xiàng)中使用<1'將這個(gè)波形的所有注視點(diǎn)都標(biāo)識(shí)為"已選"。除了使用特殊顯示模式指示出"當(dāng)前波形"夕卜，可以在波形顯示區(qū)的垂直邊緣用標(biāo)識(shí)指示出當(dāng)前注視點(diǎn)的位置和/或當(dāng)前觸摸點(diǎn)的映射位置，如圖4中指示框110中的"<"符號(hào)，指示了當(dāng)前注視點(diǎn)Wfm4上端的注視點(diǎn)，指示框110中的"□"符號(hào)指示了當(dāng)前觸摸點(diǎn)的映射位置(箭頭113指示的坐標(biāo)為138的位置)。指示框110放置在"當(dāng)前窗口"列的右邊緣。由于活動(dòng)波形的最大值與最小值或"頂"與"底"可能在不斷變化，所以除了因操作者對(duì)波形選擇觸摸條的觸摸而選擇波形時(shí)要計(jì)算更新波形注視點(diǎn)的數(shù)據(jù)外，可以定時(shí)(或當(dāng)波形顯示更新時(shí))計(jì)算更新波形注視點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)更新當(dāng)前注視點(diǎn)位置的指示標(biāo)識(shí)。權(quán)利要求1、一種數(shù)字示波器，其組成中包括微處理器、存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)電路、波形選擇裝置以及相關(guān)接口電路，其特征在于波形選擇裝置是一個(gè)由觸摸條、觸摸控制芯片和接口電路組成的波形選擇觸摸裝置，該裝置通過(guò)接口電路與微處理器進(jìn)行通訊，將波形選擇觸摸裝置產(chǎn)生的觸摸狀態(tài)編碼后由微處理器進(jìn)行處理，用于波形選擇。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字示波器，其特征在于鍵盤(pán)電路中設(shè)置一個(gè)由觸摸條和觸摸控制芯片組成的波形選擇觸摸裝置，并通過(guò)鍵盤(pán)電路將觸摸裝置產(chǎn)生的觸摸狀態(tài)編碼后由微處理器進(jìn)行處理。3、一種數(shù)字示波器所用的操縱顯示波形的方法，其特征在于采用了如下步(1)、統(tǒng)計(jì)每個(gè)顯示波形的波形點(diǎn)在垂直方向上的分布，計(jì)算出每個(gè)顯示波形在垂直方向的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)做為波形在顯示屏幕垂直方向上的位置的代表，稱為波形注視點(diǎn)；(2)、建立觸摸點(diǎn)在觸摸條中的觸摸位置與該觸摸位置在顯示屏幕對(duì)應(yīng)垂直方向位置的線性映射關(guān)系，并得到觸摸條中觸摸位置在顯示屏幕中的映射位置；(3)、將上述觸摸點(diǎn)映射位置與每個(gè)波形注視點(diǎn)位置進(jìn)行比較，選擇與映射位置最近的波形注視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波形作為當(dāng)前波形顯示。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種數(shù)字示波器所用的操縱顯示波形的方法，其特征在于采用了如下步驟將每個(gè)波形注視點(diǎn)按坐標(biāo)進(jìn)行排序，選擇與觸摸點(diǎn)映射位置最近的波形注視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波形作為當(dāng)前波形顯示。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種數(shù)字示波器所用的操縱顯示波形的方法，其特征在于采用了如下步驟將每個(gè)波形注視點(diǎn)按坐標(biāo)進(jìn)行排序，選擇除已選波形對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)以外的、與映射位置最近的波形注視點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波形作為當(dāng)前波形顯示。全文摘要本發(fā)明涉及一種基于微處理器或計(jì)算機(jī)的數(shù)字示波器、以及在數(shù)字示波器中操縱顯示波形的方法，其特征在于設(shè)置一個(gè)波形選擇的條型觸摸裝置(11)，計(jì)算顯示屏幕上每個(gè)顯示波形的頂部和底部的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)做為注視點(diǎn)，條型觸摸裝置(11)中的觸摸點(diǎn)通過(guò)線性對(duì)應(yīng)關(guān)系映射到顯示屏幕中得到在垂直方向的映射位置，選擇與映射位置最為接近的注視點(diǎn)所代表的波形為當(dāng)前波形。本發(fā)明在選擇波形時(shí)具有更快、更直觀、并且更不容易出錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)；本方法不需要精確定位，波形選擇裝置占用空間更小，可以減小操作范圍，減小手的疲勞度；波形選擇裝置安置更靈活，并且相對(duì)于波形顯示屏幕可以是移動(dòng)的。文檔編號(hào)G01R13/02GK101413968SQ20081014033公開(kāi)日2009年4月22日申請(qǐng)日期2008年9月30日優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日發(fā)明者布乃洪,張永坡,戚瑞民,粟永強(qiáng)申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所