论文总字数：22928字

摘 要

市场与科技的快速发展，工程所需要的工具也会随其要求不可或缺。其中数字示波器便是设计、开发和维修电子设备必不可少的实用工具。测量设备信号的幅值所显示的波形以及频率等信息都要有数字示波器工具来支持，示波器在日常应用也变的越来越频繁。精密度高的数字示波器普遍价格不菲，这对于非盈利的教学和项目研究机构以及爱好者来说性价比低。而且我国所研究高性能的示波器少之又少，所以有必要对数字示波器深入研究。

本课题研究的目的与意义在于利用编程语言，采用C#语言和Visual studio 2013软件作为开发环境。用WinForms、ADO.NET以及.NET Framework等各种技术设计电脑端服务器模块，读取硬件设备提供的信号波形信息(幅值，频率,刷新速率等数据)。在电脑客户端屏幕上完成各种数据的动态展示，权限管理，并根据客户端设置控制系统，实现智能化和信息化。

关键词：数字示波器；C#；波形信息；智能化。

Abstract

With the rapid development of the market and technology, the tools needed for engineering will also be indispensable. The digital oscilloscope is an indispensable practical tool for the design, development and maintenance of electronic equipment. The waveform and frequency information displayed by measuring the amplitude of the device signal must be supported by digital oscilloscope tools, and oscilloscopes have become more and more frequent in daily applications. High-precision digital oscilloscopes are generally expensive, which is not cost-effective for non-profit teaching and project research institutions and enthusiasts. Moreover, there are few high performance oscilloscopes in our country, so it is necessary to study the digital oscilloscopes in depth.

The purpose and significance of this research is to use the programming language, use the C # language and Visual studio 2013 software as the development environment, and use various technologies such as WinForms, ADO. NET, and. NET Framework to design computer-side server modules. Read the signal waveform information(amplitude, frequency, refresh rate, etc.) provided by the hardware device, complete the dynamic display of various data on the computer client screen, permission management, and implement intelligentization and informatization according to the client setting control system.

Keywords: Digital oscilloscope; C#; Waveform information; Intelligent.

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 课题的背景与意义 1

1.2 示波器的发展 1

1.2.1 模拟示波器 2

1.2.2 数字示波器 3

1.3 选题的主要研究内容 4

第二章 开发环境和关键技术介绍 5

2.1 C#编程语言的介绍 5

2.2 .NET Framework介绍 5

2.3 WindForms窗体设计技术 6

2.4 CS结构简介 6

2.5 ADO.NET技术 6

第三章 数字示波器控件的设计 8

3.1 串口控件 8

3.1.1 通信原理 8

3.1.2 重要参数 8

3.1.3 串口引脚图解 8

3.1.4 使用SerialPort类实现串口通信 9

3.2 图表控件 10

3.3 计时器控件 12

第四章 数字示波器软件的实现 14

4.1 开发工具选择 14

4.2 创建项目 14

4.3 实现权限管理 15

4.4 实现串口通信 15

4.5 实现图表的绘制 16

4.6 软件的功能 17

第五章 软件测试 21

5.1 程序编译 21

5.2 权限管理 21

5.3 波形轨迹绘制 22

5.4 波形储存 22

5.5 测试结果 23

第六章 结束语 24

6.1 总结 24

6.2 展望 24

致谢 25

参考文献 26

附录 27

第一章 引言

课题的背景与意义

如今随着科技与经济的高速发展以及大众的需求，在各类电子商品的设计、开发、调试以及维修所涉及的工作中，我们会经常对产品中电路进行测试。对于不同性能的产品、各类电路需求的电子测量仪器也会有许多种类，示波器则是日常需求最多的测试仪器。

示波器从上世纪四十年代发展至今，产品设计人员和研究工作者都会用示波器这一重要工具来观察产品电路中所测出来的信号。对产品中幅度、频率和周期进行观测，可以直接观测出产品电路所涉及的信息，因此，在信号观测上示波器起着非常重要的作用。

示波器可以将电路中产生不能看到的电压信号，通过电力技术的分类处理后，我们可以直观的从屏幕上看到信号所显示二维状态^【1】。

模拟示波器和数字示波器这两种是示波器最为常见的也是涉及领域较多的测试仪器。其中模拟示波器有着大体积和不轻便的缺点，导致不能简便在外进行检测、维修和调试的工作，所测出的波形在屏幕上显示也不会明显让人去观测。其功能主要是采用按键，通过按键来检测电路所产生的变电压信号，这样会产生大量损耗，所涉及的的耗能便会增多。数字示波器的发展得力于数字技术以及微处理技术的应用，这两种技术的不断改进和发展使数字示波器应用越来越普及。与模拟示波器相比较，数字示波器因体积小的优点可以更简便的在现场进行检测。数字示波器对数字信号可以进行内部运算处理，通过计算可以观察测出变电压信号所产生的频谱，因此有着小功耗的优点。而且数字示波器可以实现示波器所需要的各类功能，其中模拟示波器所不能完成的功能数字示波器可以更好的实现。所以在日常产品的研究和检测中，数字示波器占据了很大的比重，可以简便快捷的完成设备信号的观测。

电子技术在现在社会发展迅猛，市场经济也在快速进步，越来越多的电子爱好者会自主的去设计电子产品。他们会在日常生活中、学校学习、公司工作以及研发项目上去维修电子设备和产品。然而现有的数字示波器价格很高，对于普通的电子爱好者来说性价比是非常低的，且日常工作也不会需要高性能的示波器。所以大部分办公人士、学生以及爱好者常常会选择那种方便携带且满足性能要求的示波器去检测和观察电子设备产品。

示波器的发展

科技高速发展改变了人们的生活方式和市场经济的格局，各种产业技术也随着发展，尤其是电子技术，这才衍生出了模拟示波器。各种电子设备也在改革换代，数字示波器依着本身稳定、便携、低功耗以及强大的功能慢慢替代了模拟示波器。以下将两种示波器进行简单介绍。

模拟示波器

模拟示波器的原理其实很简单，屏幕被涂有荧光的电子枪发射电子，电子被发射时经过磁场便会聚焦形成电子束，屏幕因为被电子击中便会发光，最终亮光的电子会在屏幕上绘制出波形。

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