示波器作为一款常用的电子测量仪器,广泛应用在各行各业中,对信号数据的分析处理能力及应用灵活性的需求日益成为用户关注的焦点,具有强大丰富的数学运算功能和外部应用集成功能的示波器也愈发受到用户青睐。本课题基于数字示波器软硬件平台,着重对示波器的波形运算模块的功能进行深入研究,完成了示波器数学运算模块的软件功能设计与实现,并对各类运算算法的进行分析优化,并新增可扩展开发模块的设计与实现,丰富了示波器的外部应用集成功能。具体涉及内容如下:1、数学运算模块功能设计。为实现字符串表达式的解析计算功能,分别基于逆波兰表达式运算原理和C#动态代码执行设计了两套软件实现数学运算功能。两种设计都能够对多通道的各类信号进行自定义地编辑公式进行组合运算,即可以对采集数据完成更复杂的处理,大大提高了示波器的数据处理能力。2、多种函数运算设计。为了适应现实中的复杂测试环境,需要将被测信号经过示波器完成一系列数据分析和处理工作,以达到高灵敏性测试效果。因此对各类函数运算算法进行分析优化,其中包括积分微分运算、移动平均在内的30种运算,并对核心函数进行研究与设计。3、可扩展开发模块功能设计。仅依靠示波器自带的数学运算模块,远不能满足用户花样繁多的测试需求,为扩展示波器的波形处理能力,允许用户直接在示波器的环境中创建新的测量参数或者数学函数,支持使用Matlab、C#语言脚本编写算法,直接调用这些第三方工具的强大分析能力完成信号的数据分析处理工作。同时不需要另外运行一个独立程序甚至不必切换示波器窗口,所有自定义算法的结果都可返回到示波器网格上。本课题基于Windows平台、.NET框架和虚拟运行环境,采用面对对象编程思想并使用C#语言进行软件开发,完成了以上模块的代码编写,且在功能模块测试环节中,各个模块均能够正常运行并达到预期效果,验证了各个功能的逻辑业务正确性与性能稳定性。