目前，在工業(yè)控制等領域，開發(fā)了大量實時趨勢曲線繪制軟件。但在非實時數(shù)據(jù)記錄領域，開發(fā)趨勢曲線繪制的較少，本文以非實時數(shù)據(jù)記錄儀曲線繪制軟件設計為對象，簡要介紹了數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集過程，并在此基礎上重點介紹基于VB6.0的曲線繪制軟件的算法設計與實現(xiàn)。

1.數(shù)據(jù)記錄儀的工作過程

本文中數(shù)據(jù)記錄儀主要是完成對某探測器獲取的目標回波信號和四路數(shù)字信號（如上電信號，識別信號等）的電壓等參數(shù)進行采樣，并將采集的數(shù)據(jù)保存在存儲器里。通過PC機串口讀出數(shù)據(jù)記錄儀存儲器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析軟件實現(xiàn)對記錄的各路信號及相關參數(shù)的再現(xiàn)、分析和處理。系統(tǒng)工作過程如圖1所示。數(shù)據(jù)記錄儀接入探測器后，探測器和數(shù)據(jù)記錄儀同時上電。DSP在上電時完成初始化，打開捕獲中斷，為捕獲數(shù)字信號量做好準備，隨后DSP開始采樣模擬通道的數(shù)據(jù)。在采樣的過程中，如果有數(shù)字量產(chǎn)生，將產(chǎn)生捕獲中斷請求，在中斷服務程序中（捕獲中斷服務程序流程如圖2），將捕獲到的記數(shù)值寫入Flash，直到將Flash寫滿。試驗結(jié)束后，通過數(shù)據(jù)記錄儀與PC機串口通信，讀取數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)分析和

處理。捕獲中斷服務程序流程中寫入Flash的數(shù)據(jù)都大于3FFH是為了把它們從模擬信號中區(qū)分開來。因為A/D采樣結(jié)果為10位，采樣結(jié)果不會大于3FFH，而Flash為兩個8位單元存儲一個采樣結(jié)果（可存儲16位數(shù)）。即巧妙的利用Flash存儲數(shù)據(jù)長度大于DSP采樣結(jié)果的數(shù)據(jù)長度來區(qū)別模擬信號與數(shù)字信號。

圖1 黑匣子工作過程

圖2 捕獲中斷服務程序流程

2.數(shù)據(jù)記錄儀分析軟件設計

圖3 數(shù)據(jù)分析軟件流程圖

圖4 采樣數(shù)據(jù)在計算機中的存儲示意

圖5 文本文件數(shù)據(jù)依次全部賦值給一個數(shù)組的算法流程

圖6 多路信號的識別算法與曲線的繪制

數(shù)據(jù)記錄儀分析軟件是實現(xiàn)人機對話的界面軟件。它的核心任務是將采集到的、存儲在閃存中的數(shù)據(jù)通過計算機的串口讀入到計算機中，并繪制成曲線供設計人員參考。同時要求能通過串口發(fā)送指令，擦除閃存，以便下次采集數(shù)據(jù)；能夠正確的反映采集數(shù)據(jù)的時間信息；能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)和分析結(jié)果進行管理；能夠盡量保證數(shù)據(jù)的正確性、可靠性；能夠在算法上保證分析速度快等。軟件設計的系統(tǒng)框圖如圖3所示。

首先，利用VB6.0中MSComm控件實現(xiàn)串口通信，讀取Flash中的采樣數(shù)據(jù)。要注意Flash中存儲單元數(shù)據(jù)是8位的，而A/D采樣數(shù)據(jù)是10位，在讀flash時，在算法上就必須考慮將兩個數(shù)據(jù)單元合并為一個單元。同時，F(xiàn)lash中存儲的數(shù)據(jù)是字節(jié)型的，在讀取數(shù)據(jù)的過程中，將數(shù)據(jù)直接由十六進制轉(zhuǎn)化為十進制，可以簡化算化。本設計中，首先要把動態(tài)數(shù)組定義為字節(jié)類型；其次，把InputMode屬性值設置為1，表示以二進制形式讀取。另外，把讀取的高位數(shù)據(jù)乘以256，再與低位相加，即可將數(shù)據(jù)直接由十六進制轉(zhuǎn)化為十進制。

對采樣數(shù)據(jù)進行處理，即將從Flash中讀出并保存在PC機中文本文件的數(shù)據(jù)依次全部賦值給一個數(shù)組。這樣，按照時間先后順序采集到的數(shù)據(jù)，將依次放在一個數(shù)組中。這就為曲線的繪制和時間坐標的確定作好了準備。采樣數(shù)據(jù)保存在PC機中格式如圖4，數(shù)據(jù)是以文件追加的方式保存在文本文件中的。在VB6.0中，打開文本并實現(xiàn)數(shù)據(jù)依次全部賦值給一個數(shù)組的算法流程如圖6。實踐證明，采用圖4的保存格式和圖5的算法，能顯著提高數(shù)據(jù)處理速度。

圖7 某時刻模擬通道與數(shù)字通道四示波器采樣圖

圖8 某時刻模擬通道與數(shù)字通道四數(shù)據(jù)恢復圖形

繪制采樣數(shù)據(jù)曲線就是將采集到的數(shù)據(jù)以曲線的形式表現(xiàn)出來。同時將一些所需要的參數(shù)體現(xiàn)出來。在VB6.0中，畫連接線時，前一條線的終點就是后一條線的起點。繪制曲線時，每個畫面顯示10000個采樣點，第二個畫面從10001顯示下面的10000個采樣數(shù)據(jù)，依次類推，完成所有采樣點的繪制。多路信號的識別算法與曲線的繪制如圖6。模擬信號和數(shù)字信號的區(qū)別是通過不同顏色來區(qū)分的。

3.系統(tǒng)試驗

示波器采樣圖形如圖7，分析軟件恢復圖形如圖8。從以上兩圖可以看出，分析軟件恢復出了正確的圖形。圖9中信號負壓部分被削去。這是信號調(diào)理電路作用的結(jié)果。同時，由于毫米波探測器非常靈敏，其低噪在不同外部環(huán)境中變化較大，且在飛行階段不易有示波器檢測。因此兩個圖中的低噪存在一定差異。數(shù)據(jù)記錄儀在實際應用中取得了好的效果，對于獲取有效的試驗數(shù)據(jù)，分析試驗結(jié)果起到了很好的作用。

[1]王和平,等編著.TMS320LF240X DSP C語言開發(fā)應用[M].北京:北京航空航天大學出版社,2003.1.

[2]范逸之,陳立元,孫德萱,程正孚.利用Visual Basic實現(xiàn)串并行通信技術(shù)[M].北京:清華大學出版社,2001.3.