CN101839929B

CN101839929B - 数字示波器

Info

Publication number: CN101839929B
Application number: CN 200910119842
Authority: CN
Inventors: 王悦; 王铁军; 李维森
Original assignee: Rigol Technologies Inc
Current assignee: Rigol Technologies Inc
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-03-19
Also published as: CN101839929A

Abstract

本发明涉及一种数字示波器，其包括一个键盘和一个处理器，该处理器会响应于被按下的按键而执行一个中断服务程序：将该键盘消息加入到一个键盘消息队列当中；该处理器每间隔一个预定时间会执行一个消息发送处理程序，该消息发送处理程序包括步骤：a.查看该键盘消息队列中有没有键盘消息，如果有则执行下一步骤，如果没有则结束本次消息发送处理程序；b.对键盘消息进行解码；c.如果该键盘处于一个键盘锁定状态，则继续判断该键盘消息是否是解锁消息，如果是解锁消息则发送处理该键盘消息，如果不是解锁消息则不发送处理该键盘消息；如果该键盘处于一个键盘解锁状态，则发送处理该键盘消息。本发明数字示波器工作效率较高。

Description

数字示波器

技术领域

本发明涉及一种电变量测量装置，尤其是涉及一种数字示波器。

背景技术

示波器是形象地显示信号幅度随时间变化的波形显示仪器，是一种综合的信号特性测试仪，是电子测量仪器的基本种类。示波器大体上可以分为两类，一种是模拟示波器，一种是数字示波器。而数字示波器又可分为数字存储示波器，数字荧光示波器，数字采样示波器。

数字示波器的功能强大，因此操作较为复杂，能够熟练使用数字示波器的使用者多是电子工程师或者在测试领域具有丰富经验的专业人员。这些专业人员可以根据不同的场合、不同的信号对数字示波器进行调节使其能够准确恰当的显示被测信号。而在工业生产时，生产线工人由于产品测试的需要也必须使用数字示波器。可是生产线工人对示波器的使用知识了解有限，需要由专业人员预先设定好方可使用。由于示波器的按键都是裸露并凸出在示波器的控制面板上，所以误操作时有发生。而一旦发生误操作，生产线工人又不清楚如何将数字示波器调整回正常使用的状态，这将很大程度的影响生产线的正常生产。这时，便需要一种方法来防止数字示波器被误操作。

目前，防止键盘误操作的键盘锁定技术广泛应用于手机、个人数字助理(PDA)或影音播放器等便携式消费产品上。该键盘锁定技术能够良好的解决键盘误操作问题。此种带有键盘锁定功能的产品的键盘输入控制方法也与不具备此功能的产品有所不同。

请参照图1，图1是一种传统的具有键盘锁定功能的键盘控制方法所涉及的硬件模块示意图。实现该键盘控制方法一般需要一个键盘11和一个与键盘11相连接的处理器12。

当键盘11的某一个按键被按下时，键盘11产生一个中断信号发送至处理器12。处理器12响应于该中断而暂停正在执行的程序，调用并执行一个中断服务程序(ISR)。

该中断服务程序包括如下步骤：

步骤1：读取键盘消息；

读取键盘消息即判断并记录是哪些按键被按下。

步骤2：如果当前键盘11处于键盘解锁状态，则发送键盘消息到键盘消息队列；如果当前键盘11处于键盘锁定状态，则继续判断如果被按下的是解锁键，则发送键盘消息到键盘消息队列，如果被按下的不是解锁键，不发送键盘消息。

此步骤用于在键盘锁定状态下屏蔽掉除了解锁操作外其他对键盘的操作，来实现键盘锁定的目的。当该键盘的该按键被按下时该键盘会产生一个键盘消息，该键盘消息队列记载着该键盘消息，并按照输入的先后顺序排列保存。该键盘消息队列可以由存储器分配一定的存储空间来实现。

步骤3：完成中断服务程序，返回被暂停执行的程序。

该处理器12每间隔一特定时间(如10ms)会调用一个消息处理程序将该键盘消息队列中的消息进行处理。

但是，该处理器12在执行该中断服务程序时需要暂停正在执行的程序，而且该中断服务程序的步骤2需要进行较多判断，因此该中断服务程序运行时间较长，破坏了被暂停执行的程序的流水性，使处理器12工作效率较差。

发明内容

为了解决现有技术键盘锁定技术使处理器工作效率较差的问题，有必要提供一种工作效率较高的数字示波器。

一种数字示波器，包括一个具有多个按键的键盘和一个与该键盘相连接的处理器，当该键盘的该按键被按下时该键盘会产生一个键盘消息，该处理器会响应于被按下的按键而执行一个中断服务程序，该中断服务程序包括步骤：将该键盘消息加入到一个键盘消息队列当中；该处理器每间隔一个预定时间会执行一个消息发送处理程序，该消息发送处理程序包括步骤：a.查看该键盘消息队列中有没有键盘消息，如果有则执行下一步骤，如果没有则结束本次消息发送处理程序；b.对键盘消息进行解码；c.如果该键盘处于一个键盘锁定状态，则继续判断该键盘消息是否是解锁消息，如果是解锁消息则发送处理该键盘消息，如果不是解锁消息则不发送处理该键盘消息；如果该键盘处于一个键盘解锁状态，则发送处理该键盘消息。

在本发明的一个较佳实施方式当中，该键盘包括多个菜单按键和多个功能按键，该多个菜单按键用于控制键盘锁定和键盘解锁，在该键盘锁定的状态下，该菜单按键被按下时该键盘产生的键盘消息是该解锁消息。

在本发明的一个较佳实施方式当中，该数字示波器还包括一个第一存储单元，当该键盘消息队列中有键盘消息时，该第一存储单元的值为非零；当该键盘消息队列中没有键盘消息时，该第一存储单元的值为零，该消息发送处理程序当中查看该键盘消息队列中有没有键盘消息时，是判断该第一存储单元的值是零还是非零。

在本发明的一个较佳实施方式当中，该数字示波器还包括一个第二存储单元，当该键盘处于键盘锁定状态时，该第二存储单元的值为非零；当该键盘处于键盘解锁状态时，该第二存储单元的值为零，该消息发送处理程序当中的步骤c为：如果该第二存储单元的值为非零，则继续判断该键盘消息是否是解锁消息，如果是解锁消息则发送处理该键盘消息，如果不是解锁消息则不发送处理该键盘消息；如果该第二存储单元的值为零，则发送处理该键盘消息。

在本发明的一个较佳实施方式当中，该数字示波器还包括一个存储器，该键盘消息队列为该存储器中分配的多个存储单元。

该数字示波器由于在中断服务程序中不对键盘消息是否应当发送处理做判断，而在消息发送处理程序中以特定的周期对键盘消息进行判断和处理，因此中断服务程序所占用的时间较少，处理器工作的流水性较好，进而使得该数字示波器工作效率较高。

本发明还提供另一种工作效率较高的数字示波器。

一种数字示波器，包括一个具有多个按键的键盘和一个与该键盘相连接的处理器，当该键盘的该按键被按下时该键盘会产生一个键盘消息，该处理器会每间隔一个预定时间会执行一个中断服务程序，该中断服务程序包括步骤：判断是否有键盘消息，如果有则执行下一步骤，如果没有则不执行下一步骤；将该键盘消息加入到一个键盘消息队列当中；该处理器每间隔另一个预定时间会执行一个消息发送处理程序，该消息发送处理程序包括步骤：a.查看该键盘消息队列中有没有键盘消息，如果有则执行下一步骤，如果没有则结束本次消息发送处理程序；b.对键盘消息进行解码；c.如果该键盘处于一个键盘锁定状态，则继续判断该键盘消息是否是解锁消息，如果是解锁消息则发送处理该键盘消息，如果不是解锁消息则不发送处理该键盘消息；如果该键盘处于一个键盘解锁状态，则发送处理该键盘消息。

附图说明

图1是一种传统的具有键盘锁定功能的键盘控制方法所涉及的硬件模块示意图。

图2是本发明数字示波器第一实施方式正面结构示意图。

图3是图2所示数字示波器的模块结构示意图。

图4a至图4c是图2所示数字示波器键盘锁定的步骤分解示意图。

图5a至图5c是图2所示数字示波器键盘解锁的步骤分解示意图。

图6是该中断服务程序中的步骤流程示意图。

图7是该消息发送处理程序的步骤流程示意图。

图8是本发明数字示波器第二实施方式正面结构示意图。

图9是图8所示数字示波器的模块结构示意图。

图10a至图10c是图8所示数字示波器键盘锁定的步骤分解示意图。

图11a至图11c是图8所示数字示波器键盘解锁的步骤分解示意图。

具体实施方式

请参照图2和图3，图2是本发明数字示波器第一实施方式正面结构示意图，图3是图2所示数字示波器的模块结构示意图。该数字示波器2包括一个键盘21、一个与该键盘21相连接的处理器22和一个与该处理器22相连接的存储器23。该键盘21可以是设置在该数字示波器2正面的机械按键、旋钮或触控式按键等。该处理器22可以是DSP、CPU或MCU。该存储器23可以是SDRAM、DDR、FLASH等数据存储元件。

该处理器22具有一个中断接口221，该键盘21连接到该中断接口221上。当该处理器22的中断接口221接受到一个中断信号时，该处理器22将暂停当前正在执行的程序而对中断进行处理。

该键盘21包括多个菜单按键211和多个功能按键212。该多个菜单按键211用于选择菜单信息，同时还用于键盘锁定和键盘解锁。该多个功能按键212用于选择各种测量操作。该多个菜单按键211包括一个菜单激活按键213和第一～第五功能按键(F1～F5)214～218。

当使用者对该数字示波器2的各项参数进行调试和设置并使其可以良好的观察待测信号后，可以将该键盘进行键盘锁定操作以防止任何人误操作而破坏已经设定好的各项参数。

请参照图4a至图4c，图4a至图4c是图2所示数字示波器键盘锁定的步骤分解示意图。使用者可以根据如下各步骤的提示信息，通过按下该菜单按键211对应的按键，来完成键盘锁定操作：

一、如图4a，按下第一功能按键214选择键盘锁定选项；

二、如图4b，按下第二功能按键215选择确认选项，确认键盘锁定；

三、如图4c，提示键盘锁定成功。

请参照图5a至图5c，图5a至图5c是图2所示数字示波器键盘解锁的步骤分解示意图。使用者可以根据如下各步骤的提示信息，通过按下该菜单按键211对应的按键，来完成键盘解锁操作：

一、如图5a，按下第一功能按键214选择键盘解锁选项；

二、如图5b，选择性的按下第一～第四功能按键214～217来输入正确的解锁密码，并按下第五功能按键218确定输入完成；

三、如图5c，提示键盘解锁成功。

下面介绍该数字示波器2响应键盘的工作原理和所采用的键盘控制方法。

当键盘21的任意一个按键被按下时，键盘21会产生一个中断信号发送至处理器22的中断接口221。处理器22响应于该中断而暂停正在执行的程序，调用并执行一个中断服务程序。

请参照图6，图6是该中断服务程序中的步骤流程示意图。该中断服务程序包括如下步骤：

步骤S1：读取键盘消息；

读取键盘消息即判断并记录是哪些按键被按下。

步骤S2：将键盘消息加入到键盘消息队列当中，并将消息计数器加1；

该键盘消息队列按照时间顺序记载并缓存着键盘21中被按下的按键。该键盘消息队列可以由该存储器23分配一定的存储空间来实现。

该存储器23会分配一个第一存储单元作为消息计数器，当该键盘消息队列内有键盘消息时，该第一存储单元的值赋为非零；当该键盘消息队列内没有键盘消息时，该第一存储单元的值赋为零。每当有新的键盘消息加入到键盘消息队列当中，该第一存储单元的值加1。因此，当该第一存储单元的值为非零时，其具体数值即表示当前的新的键盘消息数。

步骤S3：完成中断服务程序，返回被暂停执行的程序。

以上是中断服务程序的各个步骤。

此外，该处理器22每间隔一特定时间(如10ms)会调用一个消息发送处理程序将该键盘消息队列中的键盘消息进行选择，对需要处理的键盘消息(对应着键盘操作)进行发送和处理，对不需要处理的键盘消息进行忽略并不做处理。

请参照图7，图7是该消息发送处理程序的步骤流程示意图。该消息发送处理程序包括如下步骤：

步骤S21：查看键盘消息队列内有没有键盘消息，如果没有则结束该消息发送程序，如果有则执行下一步骤；

该消息发送处理程序在查看该键盘消息队列内有没有键盘消息时，实际上是判断该第一存储单元的值是零还是非零，如果该第一存储单元的值为零则结束该消息发送程序，如果该第一存储单元的值为非零则执行下一步骤。

步骤S22：对键盘消息进行解码；

对该键盘消息进行解码是根据该键盘消息所表示的哪些按键按照那个顺序被按下的情况转换成使用者想要完成的操作所对应的操作指令。

步骤S23：如果该键盘21处于键盘锁定状态，则继续判断该键盘消息是否是解锁消息，如果是解锁消息则发送处理该键盘消息，如果不是解锁消息则不发送处理该键盘消息；如果该键盘21处于键盘解锁状态，则发送处理该键盘消息；

此步骤用于在键盘锁定状态下屏蔽掉除了解锁操作外其他对键盘的操作，来实现键盘锁定的目的。如果该键盘21处于键盘解锁状态，应当对键盘21被按下的任意按键进行响应和处理。如果该键盘21处于键盘锁定状态，则需要进一步判断被按下的按键是用于键盘解锁的菜单按键211还是功能按键212。

该存储器23会分配一个第二存储单元作为键盘锁定指示位，当该键盘21为键盘锁定状态时，该第二存储单元值赋为非零；当该键盘21为键盘解锁状态时，该第二存储单元值赋为零。因此，在判断该键盘21是否处于键盘锁定状态时，实际上可以通过第二存储单元的值来判断。

该键盘处于键盘锁定状态下，在判断是否是解锁消息时，可以判断该键盘21被按下的按键是菜单按键211还是功能按键212，如果是菜单按键211即表示是解锁消息，如果是功能按键212即表示不是解锁消息。

步骤S24：将消息计数器值减1。

该数字示波器2由于在中断服务程序中不对键盘消息是否应当发送处理做判断，而在消息发送处理程序中以特定的周期对键盘消息进行判断和处理，因此中断服务程序所占用的时间较少，处理器22工作的流水性(即处理器22所执行的程序的流水性)较好，进而使得该数字示波器2工作效率较高。

请参照图8和图9，图8是本发明数字示波器第二实施方式正面结构示意图，图9是图8所示数字示波器的模块结构示意图。该数字示波器3包括一个键盘31、一个与该键盘31相连接的处理器32和一个与该处理器32相连接的存储器33。该键盘31可以是设置在该数字示波器3正面的机械按键、旋钮或触控式按键等。该处理器32可以是DSP、CPU或MCU。该存储器33可以是SDRAM、DDR、FLASH等数据存储元件。

该键盘31包括多个菜单按键311和多个功能按键312。该多个菜单按键311用于选择菜单信息，同时还用于键盘锁定和键盘解锁。该多个功能按键312用于选择各种测量操作。该多个菜单按键311包括一个菜单激活按键313和第一～第五功能按键(F1～F5)314～318。

当使用者对该数字示波器3的各项参数进行调试和设置并使其可以良好的观察待测信号后，可以将该键盘进行键盘锁定操作以防止任何人误操作而破坏已经设定好的各项参数。

请参照图10a至图10c，图10a至图10c是图2所示数字示波器键盘锁定的步骤分解示意图。使用者可以根据如下各步骤的提示信息，通过按下该菜单按键311对应的按键，来完成键盘锁定操作：

四、如图10a，按下第一功能按键314选择键盘锁定选项；

五、如图10b，按下第二功能按键315选择确认选项，确认键盘锁定；

六、如图10c，提示键盘锁定成功。

请参照图11a至图11c，图11a至图11c是图9所示数字示波器键盘解锁的步骤分解示意图。使用者可以根据如下各步骤的提示信息，通过按下该菜单按键311对应的按键，来完成键盘解锁操作：

四、如图11a，按下第一功能按键314选择键盘解锁选项；

五、如图11b，选择性的按下第一～第四功能按键314～317来输入正确的解锁密码，并按下第五功能按键318确定输入完成；

六、如图11c，提示键盘解锁成功。

下面介绍该数字示波器3响应键盘的工作原理和所采用的键盘控制方法。

当该数字示波器3的键盘31的任意一个按键被按下时，会产生一个相应的键盘消息。读取键盘消息即判断并记录是哪些按键被按下。由于键盘31并不像该数字示波器2一样连接到处理器32的中断端口上，因此处理器32不会立刻的响应被按下的按键。取而代之的，该处理器32每间隔一特定时间(如10ms)会自行中断正在执行的程序而调用中断服务程序，来对键盘31被按下的按键31进行处理。

该中断服务程序包括如下步骤：

步骤1：判断是否有键盘消息，如果有则执行下一步骤，如果没有则不执行下一步骤；

步骤2：读取键盘消息；

读取键盘消息即判断并记录是哪些按键被按下。

步骤3：将键盘消息加入到键盘消息队列当中，并将消息计数器加1；

该键盘消息队列按照时间顺序记载并缓存着键盘31中被按下的按键。该键盘消息队列可以由该存储器33分配一定的存储空间来实现。

该存储器33会分配一个第一存储单元作为消息计数器，当该键盘消息队列内有键盘消息时，该第一存储单元的值赋为非零；当该键盘消息队列内没有键盘消息时，该第一存储单元的值赋为零。每当有新的键盘消息加入到键盘消息队列当中，该第一存储单元的值加1。

步骤4：完成中断服务程序，返回被暂停执行的程序。

以上是中断服务程序的各个步骤。

此外，该处理器32每间隔一特定时间(如10ms)会调用一个消息发送处理程序将该键盘消息队列中的键盘消息进行选择，对需要处理的键盘消息(对应着键盘操作)进行发送和处理，对不需要处理的键盘消息进行忽略并不做处理。

该消息发送处理程序包括如下步骤：

步骤1：查看键盘消息队列内有没有键盘消息，如果没有则结束该消息发送程序，如果有则执行下一步骤；

步骤2：对键盘消息进行解码；

步骤3：如果该键盘31处于键盘锁定状态，则继续判断该键盘消息是否是解锁消息，如果是解锁消息则发送处理该键盘消息，如果不是解锁消息则不发送处理该键盘消息；如果该键盘31处于键盘解锁状态，则发送处理该键盘消息；

此步骤用于在键盘锁定状态下屏蔽掉除了解锁操作外其他对键盘的操作，来实现键盘锁定的目的。如果该键盘31处于键盘解锁状态，应当对键盘31被按下的任意按键进行响应和处理。如果该键盘31处于键盘锁定状态，则需要进一步判断被按下的按键是用于键盘解锁的菜单按键311还是功能按键312。

该存储器33会分配一个第二存储单元作为键盘锁定指示位，当该键盘31为键盘锁定状态时，该第二存储单元值赋为非零；当该键盘31为键盘解锁状态时，该第二存储单元值赋为零。因此，在判断该键盘31是否处于键盘锁定状态时，实际上可以通过第二存储单元的值来判断。

该键盘处于键盘锁定状态下，在判断是否是解锁消息时，可以判断该键盘31被按下的按键是菜单按键311还是功能按键312，如果是菜单按键311即表示是解锁消息，如果是功能按键312即表示不是解锁消息。

步骤4：将消息计数器值减1。

由于该数字示波器3与数字示波器2消息发送处理程序均相同，且同样的在中断服务程序中不对键盘消息是否应当发送处理做判断，而在消息发送处理程序中以特定的周期对键盘消息进行判断和处理，因此中断服务程序所占用的时间较少，处理器32工作的流水性(即处理器32所执行的程序的流水性)较好，进而使得该数字示波器3工作效率也较高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围都应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种数字示波器，包括一个具有多个按键的键盘和一个与该键盘相连接的处理器，当该键盘的该按键被按下时该键盘会产生一个键盘消息，其特征在于：

该处理器会响应于被按下的按键而执行一个中断服务程序，该中断服务程序包括步骤：将该键盘消息加入到一个键盘消息队列当中；

该处理器每间隔一个预定时间会执行一个消息发送处理程序，该消息发送处理程序包括以下步骤a、b和c：

a.查看该键盘消息队列中有没有键盘消息，如果有则执行下一步骤，如果没有则结束本次消息发送处理程序；

b.对该键盘消息进行解码；

c.如果该键盘处于一个键盘锁定状态，则继续判断该键盘消息是否是解锁消息，如果是解锁消息则发送处理该键盘消息，如果不是解锁消息则不发送处理该键盘消息；如果该键盘处于一个键盘解锁状态，则发送处理该键盘消息。

2.根据权利要求1所述的数字示波器，其特征在于：该键盘包括多个菜单按键和多个功能按键，该多个菜单按键用于控制键盘锁定和键盘解锁，在该键盘锁定的状态下，该菜单按键被按下时该键盘产生的键盘消息是该解锁消息。

3.根据权利要求1所述的数字示波器，其特征在于：该数字示波器还包括一个第一存储单元，当该键盘消息队列中有键盘消息时，该第一存储单元的值为非零；当该键盘消息队列中没有键盘消息时，该第一存储单元的值为零，该消息发送处理程序当中查看该键盘消息队列中有没有键盘消息时，是判断该第一存储单元的值是零还是非零。

4.根据权利要求1所述的数字示波器，其特征在于：该数字示波器还包括一个第二存储单元，当该键盘处于键盘锁定状态时，该第二存储单元的值为非零；当该键盘处于键盘解锁状态时，该第二存储单元的值为零，该消息发送处理程序当中的步骤c为：如果该第二存储单元的值为非零，则继续判断该键盘消息是否是解锁消息，如果是解锁消息则发送处理该键盘消息，如果不是解锁消息则不发送处理该键盘消息；如果该第二存储单元的值为零，则发送处理该键盘消息。

5.根据权利要求1所述的数字示波器，其特征在于：该数字示波器还包括一个存储器，该键盘消息队列为该存储器中分配的多个存储单元。

6.一种数字示波器，包括一个具有多个按键的键盘和一个与该键盘相连接的处理器，当该键盘的该按键被按下时该键盘会产生一个键盘消息，其特征在于：

该处理器会每间隔一个预定时间会执行一个中断服务程序，该中断服务程序包括步骤：

判断是否有键盘消息，如果有则执行下一步骤，如果没有则不执行下一步骤；

将该键盘消息加入到一个键盘消息队列当中；

该处理器每间隔另一个预定时间会执行一个消息发送处理程序，该消息发送处理程序包括步骤：

b.对键盘消息进行解码；

7.根据权利要求6所述的数字示波器，其特征在于：该键盘包括多个菜单按键和多个功能按键，该多个菜单按键用于控制键盘锁定和键盘解锁，在该键盘锁定的状态下，该菜单按键被按下时该键盘产生的键盘消息是该解锁消息。

8.根据权利要求6所述的数字示波器，其特征在于：该数字示波器还包括一个第一存储单元，当该键盘消息队列中有键盘消息时，该第一存储单元的值为非零；当该键盘消息队列中没有键盘消息时，该第一存储单元的值为零，该消息发送处理程序当中查看该键盘消息队列中有没有键盘消息时，是判断该第一存储单元的值是零还是非零。

9.根据权利要求6所述的数字示波器，其特征在于：该数字示波器还包括一个第二存储单元，当该键盘处于键盘锁定状态时，该第二存储单元的值为非零；当该键盘处于键盘解锁状态时，该第二存储单元的值为零，该消息发送处理程序当中的步骤c为：如果该第二存储单元的值为非零，则继续判断该键盘消息是否是解锁消息，如果是解锁消息则发送处理该键盘消息，如果不是解锁消息则不发送处理该键盘消息；如果该第二存储单元的值为零，则发送处理该键盘消息。

10.根据权利要求6所述的数字示波器，其特征在于：该数字示波器还包括一个存储器，该键盘消息队列为该存储器中分配的多个存储单元。