基于PSoC3的高性价比虚拟信号分析仪.pdf

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1、2012焦仪表技术与2012第6期InstrumentTechniqueNo．6基于PSoC3的高性价比虚拟信号分析仪赵洪亮，徐磊，田莹莹，王亚南(山东科技大学信息与电气工程学院，山东青岛266590)摘要：以PSoC3为基础设计了一种高性价比的虚拟信号分析仪。系统由虚拟仪器卡和配套Pc软件2部分组成，两者采用USB2．0通信。虚拟仪器卡完成信号采集和产生任务，其中微控制器、ADC、DAC、USB、信号切换等核心模块完全在一块PSoC3芯片上实现。配套Pc软件完成信号实时显示、记录回放、频谱分析和信号源生成功能，在图形化开发环境LabVIEW下设计。系统充分利用了PSo

2、C3在模拟和数字信号混合设计上的优势，具有高性能、低成本、低功耗、携带方便等特点。关键词：PSoC3；虚拟仪器；LabVIEW；性价比中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)06—0025—04HighCost-efectiveVirtualSignalAnalyzerBasedonPSoC3ZHAOHong-liang，XULei，TIANYing—ying，WANGYa—nan(CollegeofInformationandElectricalEngineering，ShandongUniversityofScienceandTe

3、chnology，Qingdao266590，China)Abstract：Thispaperintroducedahighcost—efectivevirtualsignalanalyzerbasedonPSoC3．Theintegratedsystemwasstruc—turedbyvirtualinstrumentandancillaryPCsoftwarewhichwerecommunicatedwitheachotherbyUSB2．0．Visualinstrumentwasresponsibleforsignalacquisitionandgeneratio

4、n．MCU，ADC，DAC，USBandsignalswitchingmoduleswerecompletelyintegratedinonechip．PCsoftwm'emainlycompletedreal—timesignaldisplay，recordandplayback，spectrumandsignalgeneration，anditwasdesignedbythegraphicaldevelopmentenvironmentLabVIEW．ThesystemmakesfulluseoftheadvantagesofPSoC3onanaloganddigi

5、talsignalsmixeddesign．Thesystemischaracterizedbyhighperformance，lowcost，lowpowerconsumption，portability，etc．Keywords：PSoC3；virtualinstrument；LabVIEW；cost—effective0引言2虚拟仪器卡硬件电路设计传统基础电子仪器功能较为单一，如信号源通常为函数信2．1PSoC3最小系统号发生器；示波器通常只能实时显示信号波形，没有记录功能。CY8C3866AXI一040ES3是最新一代PSoC3产品，具有超高传统频谱分析仪价格昂

6、贵，应用面较窄I2J。近年来市场上陆集成度，芯片内部包含：1个主频高达67MHz增强型8051内续出现了多种虚拟仪器，通常兼有信号源、示波器、记录仪、频核；1个分辨率可配置为8～20bit、采样率达192KSPS的Delta谱分析仪等多种功能，但价格较贵，国外公司的相关产品多达—SigmaADC：4个8bit、1MSPS的DAC；1个USB2．0全速控数万元，国产的通常也达数千元J。PSoC是可在系统编程的片上系统。它将MCU内核与可编程数字阵列和模拟阵列集成在一个芯片上，被称为可配置型混合信号阵列。用户可以通过芯片内部的可编程互联阵列有效地配置芯片上的模拟和数字块资源

7、。该文以PSoC3可编程混合信号微控制器CY8C3866AXI一040ES3_6为核心，设计了一种集信号源、示波器、记录仪、频谱分析仪等多种功能于一体的低成本虚拟信号分析仪。1系统总体结构该系统由虚拟仪器卡和配套Pc软件2部分组成，两者采用USB2．0接口进行通信。虚拟仪器卡由微控制器、ADC、DAC、USB、信号切换、模拟信号输入／输出以及电源等模块组成。配套PC软件由信号采集、信号生成、频谱分析、波形保存、波形回放、虚拟仪器卡配置和USB设备连接管理等模块组成。基金项目：山东省科技发展计划项目(2010GSF10809)；山东科技大学