基于C#实现高效示波器功能

前言

如何用C#去做一个示波器功能，这里的示波器主要是用于单片机的调试。

下面，我主要分享一下做示波器的一些心得。

这里示波器是用WinForm做的，了解到有很多开源的曲线控件，比如：chart,Oxyplot,scottplot,hslcontrols等，当然还有一些收费的曲线控件，这里就不一一说了。

同时，自己画一个曲线图也是可以的。

最开始学习别人的示波器制作，如下：

正文

原理

这个示波器的原理

1、首先定义在示波器界面代码里或者自己创建一个缓存数据的类，在定义静态的队列用来缓存数据，这里四个通道，则是4个队列

 public static volatile Queue<int> quedata1 = new Queue<int>(dataCountMax);//通道1数据
 public static volatile Queue<int> quedata2 = new Queue<int>(10001);
 public static volatile Queue<int> quedata3 = new Queue<int>(10001);
 public static volatile Queue<int> quedata4 = new Queue<int>(10001);

2、在接收数据的地方先出一个数据，再进一个数据

 FrmScope.quedata1.Dequeue();
 FrmScope.quedata1.Enqueue(comData.data1);
 FrmScope.quedata2.Dequeue();
 FrmScope.quedata2.Enqueue(comData.data2);
 FrmScope.quedata3.Dequeue();
 FrmScope.uedata3.Enqueue(comData.data3);
 FrmScope.quedata4.Dequeue();
 FrmScope.quedata4.Enqueue(comData.data4);

3、打开示波器界面时，先将队列填满

for (int i = 0; i < dataCountMax; i++) 
{
    if (quedata1.Count < dataCountMax)
    {
        quedata1.Enqueue(0);
        quedata2.Enqueue(0);
        quedata3.Enqueue(0);
        quedata4.Enqueue(0);
 
    }

}

4、将队列转化为数组赋值给自己画好的控件进行定时刷新，只要保证每个数据自己的采样时间间隔一样，波形应该就很完美

if (ScopeRun)
{
    QueToArray(quedata1, arrScope1);
    QueToArray(quedata2, arrScope2);
    QueToArray(quedata3, arrScope3);
    QueToArray(quedata4, arrScope4);
}

Invalidate();//刷新显示 

由于自己做的一个调试软件通道特别多，而且没有固定的通道，需要做到随意添加曲线的功能，并且还由于美观原因就没有采用这种做法。

于是，我去学习了一下scottplot和Oxyplot控件，学习发现，对于动态曲线，Oxyplot控件显示的更好且操作更方便，Scottplot在静态曲线上则更有优势，数据可达百万级别。

经过甄别，我选择了Oxyplot控件。

示波器大致界面（这里我自己做的模拟数据方便展示）：

思路

1、首先我们先和上方一样，肯定要定义一个数据缓存的队列。不过，我们这里先定义了一个曲线实体类，用来存储数据，定义了一个公共类来缓存曲线以及索引曲线的名字，队列采用的是阻塞队列（生产者与消费者问题）。

2、模拟一下生产数据，存入队列

3、在另一个线程里面不断去索引所添加的曲线，自己可以封装一下添加和删除曲线的方法，这里就不展示了。

就这样，示波器功能就完成了。我采用阻塞队列这种方式去显示实时波形，不知道还有没有别的方法去实现，有好的见解可以评论区留言。

注意

当然，上面做的过程中还有一些错误得必坑：

1、我存储的时候不存储时间可以不？我觉得实际过程中如果横坐标为点的个数的话，那你曲线采样的时间则是消费者的延时时间，特别是在出现故障再次恢复曲线时会出现时间间隔导致波形问题。

2、遍历曲线之前要先转化为list，不要在foreach里面去tolist，当你添加曲线时偶尔会报错。

3、消费者的时间可以往短了放，因为你横坐标为时间，不会影响实际的波形。

4、就是多线程里this.Invok的问题了，千万不要为了省事情，while循环里面先套个Invoke再说，这样是会耗时间的，只要针对你需要委托的地方用就行，别乱用。

总结

C# 上位机软件不仅实现了基本的示波器功能，还提供了丰富的扩展特性，极大地方便了在研发、测试和维护过程中对电信号的监测与分析。

最后

以上就是基于C#实现高效示波器功能的的详细内容，更多关于C#实现高效示波器的资料请关注脚本之家其它相关文章！