示波器是信号测试与处理的主要手段之一,能够完成信号的时域波形显示和强度分析,让使用者获得客观准确的测量数据,在信息技术领域有着极为重要的应用。随着液晶技术、CPU技术、存储技术的发展,示波器也不断向微型化、便携化、智能化方向发展。为了提高信号波形测量精度和数据处理效率,需要探索便携式示波器的时域测量及数据处理方法。本文拟在ARM器件和嵌入式操作系统基础上研制一款便携式的数字示波器。便携式智能化数字示波器是多领域前沿科技的集成,它涉及模拟信号预处理、采样理论、显示技术、嵌入式操作系统、数字滤波技术、量程变换技术、信号强度分析等等。笔者以ARM处理器和嵌入式操作系统为基础,以液晶显示屏为显示部件,通过研究信号采样、转换、滤波、波形重构、输出等算法,初步完成具有波形显示、数字存储、信号强度分析的便携式示波器研制。本论文完成的工作主要有:(1)便携式数字存储示波器功能和实现方案的规划与设计。确定了嵌入式的实现方法,以ARM为数据处理器件,结合嵌入式操作系统,通过编程实现信号采集、转换、处理和输出显示等功能;(2)硬件结构组建。以主频较高的ARM处理器及其主板作为硬件基础,设计了模拟信号预处理电路(比例调节、滤波),完成了主板扩展接口与TFT LCD的匹配接口电路,选配了A/D采样电路等工作;安装了嵌入式操作系统。(3)程序设计。使用C语言编写了示波器软件,采用自顶向下法,逐步完成单路信号采集、数组存储实时采样数据、数字滤波、液晶屏界面设计、波形绘制、数字字符转化及显示等模块的程序设计,初步完成了系统软件的编写和调试工作。(4)另外还比对了一阶惯性滤波器、正弦插值滤波器、峰值测量以及频率测量的几种算法及其程序实现。通过论文研究,基本上完成了基于ARM和嵌入式操作系统的便携式示波器研制工作。数字化、智能化的便携式存储示波器在科学研究和工业生产领域具有重要作用,希望本文的探索过程能起到借鉴和参考作用。