虛擬示波器J-scope使用教程

前言大家好，我是小麥

在往期的文章中，曾經(jīng)介紹過PWM，SPWM，還有SVPWM的實現(xiàn)，另外還有PID輸入輸出的時間響應(yīng)；

對不同濾波算法的測試，這些如果只通過單純的數(shù)據(jù)就變得十分的不直觀；

這時候有一個圖形化顯示軟件就變得尤為重要。

當(dāng)然，我前面通常使用的是串口虛擬示波器軟件，即把單片機上的數(shù)據(jù)通過串口通訊發(fā)送到PC上，然后PC上的軟件將串口數(shù)據(jù)繪制成相應(yīng)的波形，雖然也很方便，但是有幾個缺點：

傳輸速度慢，通常來說是115200波特率，當(dāng)然也有更高的，不過傳輸速度確實是個瓶頸；

占CPU，因為如果要以高速度發(fā)送串口數(shù)據(jù)的話，就會占用大量的CPU資源，從而可能會影響到其他任務(wù)，這也不是我們期望看到的，當(dāng)然也可以通過DMA和串口中斷去做，但是中斷頻率太高，頻繁地出棧和入棧，開銷也很大的；

另外還需要占用一個串口資源；

因此我們這時候沒有串口，并且需要抓取的波形需要很高的采樣頻率，另外CPU沒有額外的資源讓我們?nèi)ヅ艽诎l(fā)送的任務(wù)的時候，這時候，JSCOPE可以滿足需求；

需要配合jlink一起使用，對于V8固件的jlink仿真器，采樣速度比較慢，這里推薦使用V9固件的jlink仿真器；

經(jīng)過我之前這么長時間的使用來看，雖然JSCOPE還有很多地方需要完善，還有很多功能需要優(yōu)化，但是目前的來說，它的采樣頻率還是很高的，大家可能聽說過香農(nóng)采樣定理；

“香農(nóng)采樣定理說采樣頻率大于兩倍信號頻率分量中的最大頻率就可以從采樣信號中不失真的恢復(fù)原連續(xù)信號。

好下面開始言歸正傳；

例如要采樣周期100us正弦波形的電流，通過圖形化顯示出來，這里有兩個方案；

采集的電流波形數(shù)據(jù)通過DA模塊（數(shù)字量轉(zhuǎn)模擬量）輸出，然后通過示波器實時采集；

通過仿真器讀取單片機內(nèi)存中保存電流數(shù)據(jù)的變量，實時顯示到PC上，這個通過JSCOPE就可以實現(xiàn)了；

下面簡單介紹一下，如何使用 J-scope。

J-Scope介紹J-Scope可以像示波器一樣顯示多個變量的值。它讀取一個elf文件，并允許選擇多個變量以使其可視化。我們可以簡單地將目標(biāo)微控制器連接到J-Link，刷新應(yīng)用程序并啟動J-Scope。

通過幾個步驟，您可以配置J-Scope，并選擇要顯示的變量。可以將配置存儲在項目文件中，以方便重用和可移植性。

在J-Scope中選擇的每個符號都可以單獨配置。上下移動圖形以更改零基線或更改其分辨率。選擇是使圖形中的符號可視化還是僅在監(jiān)視面板中顯示其值。

分析收集的數(shù)據(jù)，在可視化的圖形中滾動，放大和縮小或?qū)?shù)據(jù)保存到文件中以進行進一步分析。

J-Scope可以與調(diào)試環(huán)境并行使用，并擴展了IDE的調(diào)試經(jīng)驗。

快速使用本文基于STM32F103C8T6的硬件平臺，使用的軟件是J-Scope V5.10d，

我們還需要一個J-Link仿真器，V8版本采樣頻率高到50Hz，比較慢；

這時候就需要V9版本，采樣頻率可以到1MHz；另外V9可觀察變量也多一些，基本夠用。

J-Link驅(qū)動下載鏈接：https://www.segger.com/downloads/jlink/#J-LinkSoftwareAndDocumentationPack

J-Scope下載鏈接：https://www.segger.com/j-link-j-scope.html

測試部分的代碼使用的是上次實現(xiàn)SVPWM的工程代碼，在本次我做了些許的改動，在后面會簡單演示 一下整體效果。

雙擊打開軟件并新建工程，具體如下圖所示；

選擇相應(yīng)的目標(biāo)設(shè)備Specify Target Device，我們這里使用的是STM32F103C8T6，找到相應(yīng)選項即可；

下一步就是選擇elf文件，如果使用ARMCC進行編譯，最終生成的文件是.axf文件，所以根據(jù)自己的實際情況選擇即可；

最終整體如下圖所示；

在正確設(shè)置相應(yīng)的硬件，加載固件之后，就能添加我們需要觀察的變量，最終會通過圖形化的形式顯示到可視區(qū)域；

這里我設(shè)置了SVPWM調(diào)制中的Ta，Tb，Tc變量，點擊工具欄的紅色按鈕，開始仿真，下面就能顯示出變量的波形；

編輯：lyn