基于DSP的數(shù)字示波器用戶圖形化 (GUI) 的開發(fā)

介紹了應用在RIGOL DS1000系列數(shù)字示波器上的用戶圖形界面的實現(xiàn)，重點分析了用戶圖形界面（GUI）的設計思路，并簡單介紹了軟件設計結構和流程

隨著嵌入式系統(tǒng)應用領域的不斷擴大，系統(tǒng)復雜性也在不斷提高。所以在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)用戶圖形化（GUI），已經成為大勢所趨。在測量儀器中，圖形化界面也是廣泛采用，一種是嵌入操作系統(tǒng)，大多數(shù)的用戶圖形化界面（GUI）都是在操作系統(tǒng)（如OS、WinCE、Linix）的支持下， 調用系統(tǒng)的各種API函數(shù)實現(xiàn)的。這些操作系統(tǒng)為實現(xiàn)GUI提供了大量的庫函數(shù)，也為編程人員提供了界面設計的良好平臺。但是這種嵌入技術，對硬件要求高，相當于嵌入一臺計算機，如利用WinCE就可以十分方便的設計出具有Windows風格的圖形界面。另一種是，直接利用DSP技術，開發(fā)小型系統(tǒng)。這種系統(tǒng)精簡，對硬件要求低，但功能相對單一。

本文這款數(shù)字示波器是普源精電（RIGOL）公司推出的DS1000系列，其設計完全自主完成，貼近國人使用習慣。其用戶圖形界面（GUI）是在VisualDSP++ 4.0 Kernel的基礎上開發(fā)的，界面風格緊緊與儀器的功能相聯(lián)系。在完成了儀器的波形和菜單等顯示的基礎上，RIGOL團隊也做了一些通用性的用戶圖形界面，如文件管理器等。當然，所設計的用戶圖形界面，在功能強大方面是遠不能與WinCE等所比擬的，但是對于儀器的使用者來說，已經是足夠的方便——因為這畢竟是儀器的用戶圖形界面，而不是掌上電腦PDA的用戶圖形界面。

用戶界面實現(xiàn)原理

用戶圖形界面的實現(xiàn)，需要硬件、軟件上的支持。如圖1所示，通過操作平臺（operation platform）的調配，調用顯示程序，顯示程序刷新顯示緩存，再由顯示驅動程序，將顯示緩存中的內容顯示到液晶屏上。

圖1 RIGOL DS1000數(shù)字示波器用戶圖形界面實現(xiàn)的原理圖

下面簡要的介紹圖1中主要的幾個組成部分。

GUI圖形標準庫

要在用戶圖形界面上顯示各種的圖形、圖案，除了硬件電路的支持外，還需要強大的軟件支持。而其中（GUI）的圖形標準庫為最基礎，而不可或缺的。用戶圖形界面（GUI）的圖形標準庫包括最基本的畫點、畫線、畫矩形、填充矩形、畫圓形、放置bmp格式的圖案、顯示中、英文等函數(shù)，該圖形庫功能越強大，就越可以支持復雜的用戶圖形界面（GUI）。

GUI的操作平臺的支持

僅僅有了繪制圖形的圖形標準庫，要實現(xiàn)用戶圖形界面，還是遠遠不夠。圖形庫是單一畫面不可缺少的，但是要形成有機的、可操作的用戶圖形界面，還需要后臺有一個穩(wěn)定、功能強大的操作系統(tǒng)平臺。

操作平臺根據用戶的外界輸入（一般是鍵盤），以及系統(tǒng)當前的狀態(tài)來決定下一步系統(tǒng)的狀態(tài)，從而調用相應的GUI界面。如此，便實現(xiàn)了用戶圖形界面。

實現(xiàn)圖形化的硬件原理

RIGOL DS1000系列數(shù)字示波器采用的是320