基于fpga实现波形测量光标显示的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数字示波器波形测量光标显示领域，涉及一种基于FPGA实现波形测量光标显示的装置、以及一种基于FPGA实现波形测量光标显示的方法。
【背景技术】
[0002]示波器是一种广泛应用的通用电子测量仪器，用于观察不同信号幅度随时间变化的波形曲线等。利用示波器光标测量可以实现波形参数在屏幕上的实时显示。通常，波形测量光标的参数值由人机界面或测量结果确定后，再根据垂直档位、垂直零点的位置、满刻度总点数进行计算，确定本光标在屏幕上的显示，再进行扫描行计数，对光标发生器进行编程，完成示波器光标的显示。然而，此种光标显示方式有待于进一步改进。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提出一种基于FPGA实现波形测量光标显示的装置，利用该装置可以通过检测波形的电压、时间等，使得光标能够在示波器屏幕上快速稳定的显示，从而实现对波形数据的测量和分析。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]基于FPGA实现波形测量光标显示的装置，包括:
[0006]识别模块，由识别控制寄存器控制，被配置为用于控制光标的显示和消隐、光标显示亮度和光标显示位置参数值；所述光标包括电压光标和时间光标；根据是否打开光标及打开的是电压光标还是时间光标发出不同的控制命令给识别控制寄存器；
[0007]光标位置检测模块，被配置为用于读取光标位置寄存器中电压或时间光标的显示位置，检测光标在在屏幕上的位置，并同步启动行/场扫描计数；
[0008]光标显示模块，被配置为用于当扫描至电压光标在屏幕上的垂直显示位置或时间光标在屏幕上的水平显示位置时开始启动，继续行/场扫描计数，当扫描至电压光标在屏幕上的水平显示起始位置或时间光标在屏幕上的垂直显示起始位置时，开始点亮电压或时间光标，直至扫描至电压光标在屏幕上的水平显示终止位置或时间光标在屏幕上的垂直显示终止位置时，电压或时间光标显示完成；其中，电压光标在屏幕上的水平显示起始和终止位置、时间光标在屏幕上的垂直显示起始和终止位置均由FPGA内部预先设定好。
[0009]进一步，被选择的电压光标或时间光标为当前活跃光标并进行高亮度显示，当转动示波器旋钮转变光标位置时，当前活跃光标的位置随旋钮转变而改变；未被选择的电压光标或时间光标低亮度显示。
[0010]进一步，FPGA内部设置主时基和延迟时基；在FPGA中控制光标开关以及选择当前活跃光标，同时选择延迟时基是否打开，FPGA启动内部识别模块，判断是否打开延迟时基；当判断打开延迟时基且打开光标后，由光标位置检测模块检测主时基和延迟时基的光标在屏幕上的位置，同时启动光标显示模块，FPGA内部分别设置主时基和延迟时基在屏幕上的电压光标的水平显示起始和终止位置及时间光标的垂直显示起始和终止位置，主时基和延迟时基同步显示两组光标。
[0011]进一步，所述基于FPGA实现波形测量光标显示的装置还包括:
[0012]触发电平位置指示光标显示模块，被配置为当转动触发电平旋钮时显示光标，并指示当前触发电平位置；当超过3s没有改变触发电平大小时消隐光标。
[0013]进一步，所述基于FPGA实现波形测量光标显示的装置还包括:
[0014]光标跟踪显示模块，被配置为当用户打开测量跟踪功能时，电压或时间光标的参数值将根据测量结果、垂直或水平档位、垂直或水平零点的位置以及屏幕满刻度总点数进行计算，确定本光标对应的电压或时间值在屏幕上的位置，由光标位置寄存器保存所有光标显示位置参数值，并同时启动光标显示模块，电压或时间光标的位置随着信号的变化而同步改变。
[0015]此外，本发明还对应于上述基于FPGA实现波形测量光标显示的装置提出了一种基于FPGA实现波形测量光标显示的方法，其采用如下技术方案:
[0016]基于FPGA实现波形测量光标显示的方法，包括:
[0017]用于控制光标的显示和消隐、光标显示亮度和光标显示位置参数值的光标识别步骤；
[0018]所述光标包括电压光标和时间光标；根据是否打开光标及打开的是电压光标还是时间光标发出不同的控制命令给识别控制寄存器；由识别控制寄存器控制执行上述光标识别步骤；
[0019]用于读取光标位置寄存器中电压或时间光标的显示位置，检测光标在在屏幕上的位置，并同步启动行/场扫描计数的光标位置检测步骤；
[0020]用于当扫描至电压光标在屏幕上的垂直显示位置或时间光标在屏幕上的水平显示位置时开始启动，继续行/场扫描计数，当扫描至电压光标在屏幕上的水平显示起始位置或时间光标在屏幕上的垂直显示起始位置时，开始点亮电压或时间光标，直至扫描至电压光标在屏幕上的水平显示终止位置或时间光标在屏幕上的垂直显示终止位置时，电压或时间光标显示完成的光标显示步骤；其中，电压光标在屏幕上的水平显示起始和终止位置、时间光标在屏幕上的垂直显示起始和终止位置均由FPGA内部预先设定好。
[0021]进一步，被选择的电压光标或时间光标为当前活跃光标并进行高亮度显示，当转动示波器旋钮转变光标位置时，当前活跃光标的位置随旋钮转变而改变；未被选择的电压光标或时间光标低亮度显示。
[0022]进一步，FPGA内部设置主时基和延迟时基；在FPGA中控制光标开关以及选择当前活跃光标，同时选择延迟时基是否打开，FPGA启动内部识别模块，判断是否打开延迟时基；当判断打开延迟时基且打开光标后，由光标位置检测模块检测主时基和延迟时基的光标在屏幕上的位置，同时启动光标显示模块，FPGA内部分别设置主时基和延迟时基在屏幕上的电压光标的水平显示起始和终止位置及时间光标的垂直显示起始和终止位置，主时基和延迟时基同步显示两组光标。
[0023]进一步，所述基于FPGA实现波形测量光标显示的方法还包括:
[0024]用于当转动触发电平旋钮时显示光标，并指示当前触发电平位置；当超过3s没有改变触发电平大小时消隐光标的触发电平位置指示光标显示步骤。
[0025]进一步，所述基于FPGA实现波形测量光标显示的方法还包括:
[0026]用于当用户打开测量跟踪功能时，电压或时间光标的参数值将根据测量结果、垂直或水平档位、垂直或水平零点的位置以及屏幕满刻度总点数进行计算，确定本光标对应的电压或时间值在屏幕上的位置，由光标位置寄存器保存所有光标显示位置参数值，并同时启动光标显示模块，电压或时间光标的位置随着信号的变化而同步改变的光标跟踪显示步骤。
[0027]本发明具有如下优点:
[0028]本发明中的装置包括识别模块、光标位置检测模块和光标显示模块；通过FPGA启动内部识别模块，判断是否打开光标及打开的是电压光标还是时间光标，然后由光标位置检测模块检测当前活跃光标在屏幕上的位置，最后启动光标显示模块，完成当前活跃光标在屏幕上的显示。识别模块、光标位置检测模块与光标显示模块均在FPGA中完成，可以实现软件送显和硬件送显的自动切换，同时占有资源少、修改方便、可移植性强；通过FPGA实现波形测量光标显示，解放了 CPU的复杂运算任务，在光标跟踪时可以提高波形的更新速率。
【附图说明】
[0029]图1为TFT IXD行/场同步过程示意图；
[0030]图2为示波器光标显示流程图；
[0031 ] 图3为测量光标跟踪显示流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图以及【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明:
[0033]基于FPGA实现波形测量光标显示的装置，包括:
[0034]识别模块，由识别控制寄存器控制，被配置为用于控制光标的显示和消隐、光标显示亮度和光标显示位置参数值；所述光标包括电压光标和时间光标；根据是否打开光标及打开的是电压光标还是时间光标发出不同的控制命令给识别控制寄存器；
[0035]光标位置检测模块，被配置为用于读取光标位置寄存器中电压或时间光标的显示位置，检测光标在在屏幕上的位置，并同步启动行/场扫描计数；
[0036]光标显示模块，被配置为用于当扫描至电压光标在屏幕上的垂直显示位置或时间光标在屏幕上的水平显示位置时开始启动，继续行/场扫描计数，当扫描至电压光标在屏幕上的水平显示起始位置或时间光标在屏幕上的垂直显示起始位置时，开始点亮电压或时间光标，直至扫描至电压光标在屏幕上的水平显示终止位置或时间光标在屏幕上的垂直显示终止位置时，电压或时间光标显示完成；其中，电压光标在屏幕上的水平显示起始和终止位置、时间光标在屏幕上的垂直显示起始和终止位置均由FPGA内部预先设定好。
[0037]被选择的电压光标或时间光标为当前活跃光标并进行高亮度显示，当转动示波器旋钮转变光标位置时，当前活跃光标的位置随旋钮转变而改变；未被选择的电压光标或时间光标低亮度显示。以选择电压光标Vl进行说明:若用户选择电压光标VI，则发出控制命令给识别控制寄存器，Vl高亮度显示，表示为当前活跃光标，未被选择的电压光标或时间光标低亮度显示。此时转动示波器旋钮转变光标位置时，电压光标Vl的位置随之改变。
[0038]FPGA内部设置主时基和延迟时基。在FPGA中控制光标开关以及选择当前活跃光标，同时选择延迟时基是否打开，FPGA启动内部识别模块，判断是否打开延迟时基；当判断打开延迟时基且打开光标后，由光标位置检测模块检测主时基和延迟时基的光标在屏幕上的位置，同时启动光标显示模块，FPGA内部分别设置主时基和延迟时基在屏幕上的电压光标的水平显示起始和终止位置及时间光标的垂直显示起始和终止位置，主时基和延迟时基问步显不两组光标。
[0039]优选地，基于FPGA实现波形测量光标显示的装置还包括:
[0040]触发电平位置指示光标显示模块，被配置为当转动触发电平旋钮时显示光标，并指示当前触发电平位置；当超过3s没有改变触发电平大小时消隐光标；
[0041]光标跟踪显示模块，被配置为当用户打开测量跟踪功能时，电压或时间光标的参数值将根据测量结果、垂直或水平档位、垂直或水平零点的位置以及屏幕满刻度总点数进行计算，确定本光标对应的电压或时间值在屏幕上的位置，由光标位置寄存器保存所有光标显示位置参数值，并同时启动光标显示模块，电压或时间光标的位置随着信号的变化而同步改变。
[0042]此外，本发明还提出了一种基于FPGA实现波形测量光标显示的方法，包括:
[0043]用于控