1.     需求

使用PicoScope PC示波器的SDK开发包在labview平台进行二次开发，要求如下：

（1）使用块模式采样

（2）采样率在2MHz及其以上

（3）样本点数在100K及其以上

（4）通道数在两通道及其以上

（5）分辨率8-bit及其以上

同时，程序还应具备监测PicoScope PC示波器采样开始时刻至传输结束时刻的时间

2.     硬件

（1）  PicoScope 5242B示波器及其附件

主要附件有高速USB 2.0 type-B、探棒。

（2）  计算机

为了确保PicoScope 5242B示波器正确运行，必须拥有一台至少符合最低系

统要求的计算机（如下表所示）。计算机的配置越高（包括采用多核处理器），示波器的性能也越好。

http://s14/bmiddle/003EYhPUzy77QA07Y8lbd&690

除了上述的操作系统之外，SDK开发包可与Windows XP SP3和Vista SP2 兼

容。

为获得最佳性能，建议使用Windows 7 或更高版本。

实例使用的是Windows 10 64-bit。

3.     软件

（1）  Labview软件

软件处理数据的速度影响着程序的运行，为获得最佳性能，建议使用最新专业版labview软件。

实例使用的是Labview 2015专业版 32-bit

Labview下载链接http://pan.baidu.com/s/1bJRmCu

（2）  SDK开发包

根据labview软件位数的不同选择相应的SDK开发包进行安装。注意牢记安装路径，不建议使用默认路径。

SDK开发包下载链接https://www.picotech.com/downloads。

实例使用的是32-bit SDK开发包，安装路径为D:\PicoSDK32bit。

（3）PicoScope 驱动

安装SDK开发包时，驱动会自动安装，也可以安装PicoScope 6软件，驱动

也会自动安装。

驱动名称为Picopp.sys，驱动路径为C:\Windows\SysWOW64\drivers。

PicoScope 6软件下载链接https://www.picotech.com/downloads。

4.     文件配置

将C:\Program Files (x86)\Pico Technology\SDK\lib内的ps5000a.dll与ps5000a.dll复制到labview的安装路径下的resource文件夹下。

不同型号示波器使用的.dll库函数是不同的，不同位数的SDK的默认安装路径也是不同的。

5.     主要函数的说明

5.1 ps5000aRunBlock API函数的说明

此函数此函数控制应用程序与示波器的通讯，主要对采样率和样本点数进行

设置，控制示波器开始采样并获取示波器状态。

PICO_STATUS ps5000aRunBlock
(
int16_t handle,
int32_t noOfPreTriggerSamples,
int32_t noOfPostTriggerSamples,
uint32_t timebase,
int32_t * timeIndisposedMs,
uint32_t segmentIndex,
ps5000aBlockReady lpReady,
void * pParameter
)

函数参数说明：

如需获取更多函数信息，请访问

https://www.picotech.com/download/manuals/picoscope-5000-series-a-api-programmers-guide.pdf。

5.2 ps5000aIsReady API函数的说明

此函数此函数控制应用程序与示波器的通讯，获取示波器采样状态。

PICO_STATUS ps5000aIsReady
(
int16_t handle,
int16_t * ready
)

函数参数说明：

 

5.3 ps5000aGetValues API函数的说明

此函数控制应用程序与示波器的通讯，将示波器缓存中的样本点传输到应用

程序（labview）。

PICO_STATUS ps5000aGetValues
(
int16_t handle,
uint32_t startIndex,
uint32_t * noOfSamples,
uint32_t downSampleRatio,
PS5000A_RATIO_MODE downSampleRatioMode,
uint32_t segmentIndex,
int16_t * overflow
)

函数参数说明：

6. 监测时间原理

6.1检测时间代码

图1中使用了“获取时间/日期（秒）”函数与“时间计数器”函数进行计时，代码中还使用了“平铺式顺序结构顺序”与“等待（ms）”函数。图2与图3为仿真结果，更根据计时精度要求选取计时函数。

实例中选取精度高的“获取时间/日期（秒）”函数。

http://s3/bmiddle/003EYhPUzy77QA35T6q72&690

图1

http://s11/bmiddle/003EYhPUzy77QAh6bKa3a&690

图2

http://s14/bmiddle/003EYhPUzy77QAia1A18d&690

图3

6.2采样时间的获取

采样时间定义为触发事件发生时刻至最后一个样本点采样结束时刻，理论值为采样间隔与样本数的乘积。

ps5000aRunBlock API函数中的输出参数timeIndisposedMs主要有两部分组成，一为采样时间，二为在ps5000aRunBlock API函数“写入设置”并与示波器通讯的时间。ps5000aRunBlock API函数成功运行后函数返回代码PICO_OK，此时刻示波器开始等待触发时事件，触发事件发生则开始采样。传输时间是指采样结束后，样本数据从示波器缓存中传输到应用程序（labview）中的时间。图4位函数与采样、传输时间示意图。

http://s1/bmiddle/003EYhPUzy77QAkcHrW50&690

图4

注意：当使用触发功能时，且触发设置为无期限等待触发或等待n秒，实际等待触发时间是无法通过检测或者计算获得的，顾图4中时间3与时间4是无法精确监测的。建议不使用触发功能。

当不使用触发功能时，图4中时间3只包括采样时间，这段采样时间可以通过检测ps5000aRunBlock API函数执行后与ps5000aIsReady API函数的执行后的时间差获取，如图5。

http://s10/bmiddle/003EYhPUzy77QAlcVdv19&690

图5

程序运行时，实测时间值会略大于或小于采样时间理论值，大约为几百微妙至两毫秒，这并不是误差，因为实测值是示波器、计算机与应用程序这一系统实际采样花费的时间，更具有实际意义。实测值偏离理论值这属于正常现象，因为labview是多线程应用程序，其用户界面线程需要刷新显示与输入控件，这增加了系统开销；并且计时与采样属于并行结构，这也增加了系统开销；示波器与应用程序进行串口通讯也会增加系统开销；获取时间/日期（秒）”函数的精度也受计算机总体性能的影响。程序内其他函数、子vi与节点等，如减法、乘法节点、PicoStatus子vi的运行花费的时间是几微妙甚至纳秒，基本可以忽略。

6.3传输时间的获取

ps5000aGetValues API函数控制数据从示波器缓存中传输到应用程序（labview）中。这段传输时间可以通过检测ps5000aGetValues API函数执行前后的时间差获取，如图6。

http://s9/bmiddle/003EYhPUzy77QAmpV5mc8&690

图6

6.4采样+传输时间的获取

当不使用触发功能时：

http://s9/bmiddle/003EYhPUzy77QAn80Gs78&690

图7

当使用触发功能时：

http://s6/bmiddle/003EYhPUzy77QAofaNT45&690

图8

 

6.5实例

     打开SDK开发包中块模式Demo，路径D:\PicoSDK32bit\PS5000A\Labview，块模式程序为PicoScope5000aExampleBlock.vi。

对Demo进行改写，将ps5000aGetBlock.vi子vi内的四个ps5000aSetDataB

Buffers的部分代码段移至ps5000aRunBlock代码段前，并重新连线；当不使用触发功能时，将ps5000aRunBlock、ps5000aIsReady与ps5000aGetValues代码段按图7进行连线编写，注意错误簇与handle的连接。

设置：12-bit分辨率，A、B两通道（DC耦合、量程3v、偏置0），无触发，时基为31（采样间隔0.448us），无降采样，preTriggerSamples为0，探棒为×1档，测量对象为人体。

分别在样本点数为100K、200K、500K时，使用while循环结构是示波器连续采样1、2、50、100、200、250次（连续采样次数是指使PicoScope5000aExample

Block.vi内的while循环结构进行指定次数的循环，试验数据记录如下：

由表中数据可以看出，需采样的样本点数越多，传输时间越长；连续运行次数越多，越容易出现最慢采样，但是一般实际情况，只要求快模式间歇性运行或者只运行1次，所以不用担心由于连续运行导致的采样时间可能会较长的问题。

7. 总结

    综上所述，PicoScope 5242B示波器在labview平台通过使用SDK可以实现监测示波器开始采样时刻至传输结束时刻的时间，对于PicoScope 其他型号示波器、采样模式及其它开发平台（C、C++、Matlab、VB等）也可以实现此功能。