便携式数字存储示波表(DSO:Digital Storage Oscilloscope)是传统电子测量仪器模拟示波器功能的延伸和发展,它充分利用了当今集成电路所具有的高集成度、超低功耗等优点,而且也满足了人们对电子仪器设备的便携性需求。本文介绍一种基于SOPC(System On a Programmable Chip)技术的嵌入式系统作为数字存储示波表的解决方案。在实现中,采用ALTERA公司内嵌NIOS处理器的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片,结合外部的模拟通道电路和LCD显示器共同构成数字存储示波表的硬件系统。以NIOS处理器作为系统的数据处理中心,并在FPGA中实现数字存储示波表的外围控制电路,包括键盘扫描控制、频率周期测量、LCD驱动、高速FIFO控制、参数传送、显示缓冲、A/D采样控制等模块。运行于NIOS处理器之上的应用软件采用C语言编写,并引入嵌入式实时操作系统μC/OS II,以使其能够实时响应各种操作指令。该系统采用了320×240点阵的LCD显示器,配合4×5矩阵键盘以及图形用户界面(GUI:Graphical User Interface)软件,很好地实现人机交互。外围控制电路是数字存储示波表硬件实现的主要部分,而GUI是用户与系统之间唯一的交互途径,也是软件设计的重点,这两部分便是本论文所要重点讨论的内容。本论文首先对数字存储示波表系统的实现方案进行总体性的概述,并对相关的概念和原理进行简要的阐述;然后分别对各个控制电路模块的设计和GUI的实现等做了较为详细的讨论;最后对在项目中遇到的问题以及对软硬件系统的各种仿真、测试方法等进行了说明。数字存储示波表是一个需要软硬件协同工作的嵌入式系统,通过对各个数字电路模块的仿真、验证以及对部分软件的测试,基本上达到了设计要求。这说明本论文所采用的方案很好地实现了所预期的各种性能指标:双通道、单次模拟带宽10MHz、实时采样率100MHz、存储深度4K、频率测量、峰峰值测量等。