使用樹莓派控制PicoScope示波器和PicoLog數(shù)據(jù)記錄儀
眾所周知，Pico的示波器和數(shù)據(jù)記錄儀產(chǎn)品以體積小巧著稱。不過，在現(xiàn)場應(yīng)用中，測試設(shè)備的擺放空間可謂寸土寸金，不少用戶唯恐體積不能再小一點(diǎn)，更小一點(diǎn)。因此，對(duì)于Pico設(shè)備必須搭配一臺(tái)筆記本或工控機(jī)板來工作，體積大大增加了，我們常感美中不足。
現(xiàn)在，這個(gè)問題因Pico完美支持樹莓派而變得不復(fù)存在。我們可以通過樹莓派來控制PicoScope和PicoLog產(chǎn)品，對(duì)于PicoScope，通過運(yùn)行用戶自定義的程序，進(jìn)行示波器設(shè)置并捕獲原始波形，樹莓派可以直接處理數(shù)據(jù)，或者通過以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)給PC處理，從而實(shí)現(xiàn)PicoScope的遠(yuǎn)程操控。而對(duì)于PicoLog，則更加方便，用戶可以運(yùn)行與PC版本相同的官方軟件，來操控Pico的示波器和數(shù)據(jù)記錄儀產(chǎn)品。
1. 什么是樹莓派
樹莓派，一言以蔽之，是一款超迷你計(jì)算機(jī)。它的尺寸只有一張信用卡大小，但五臟俱全和普通PC無異。電腦能做的大部分事情，在樹莓派上都能做，而樹莓派以其低能耗、移動(dòng)便攜性、GPIO等特性，很多在普通電腦上難以做好的事情，用樹莓派卻是很適合的。本文實(shí)例中用到的樹莓派3B+基于ARM Cortex A5芯片，集成Broadcom的GPU形成SOC，軟件則運(yùn)行基于Debian的Raspbian Linux操作系統(tǒng)，外圍接口豐富，功能齊全。通過擴(kuò)展，樹莓派甚至支持PoE即以太網(wǎng)供電，更加便于現(xiàn)場小尺寸集成。
2.PicoScope開發(fā)環(huán)境
樹莓派的圖形操作界面Raspbian Stretch基于Debian Linux發(fā)行版，因此大多數(shù)軟件組件可經(jīng)由apt-get命令安裝。
首先，添加Pico Technology的源到apt-get安裝庫。然后，通過apt-get安裝PicoSDK開發(fā)庫，以PicoScope2000系列為例，其他型號(hào)以此類推。
安裝完成后，開發(fā)所用到的頭文件和動(dòng)態(tài)鏈接庫都在/opt/picoscope目錄下，以C/C++為例，Raspbian Stretch自帶GCC編譯環(huán)境，用戶程序只需要在代碼中配置好頭文件，并通過編譯命令即可生成可執(zhí)行程序。其他語言如C#或Python與之類似，Raspbian Stretch均有成熟的編譯環(huán)境可通過apt-get直接安裝相應(yīng)開發(fā)環(huán)境即可。
從Github中可獲取到PC環(huán)境下的C語言編程范例：https://github.com/picotech/picosdk-c-examples
找到ps2000a/ps2000aCon.c對(duì)其略微修改(主要是包含頭文件的路徑，對(duì)應(yīng)到/opt/picoscope/include/libps2000a目錄下)就可以直接在Raspbian環(huán)境下編譯運(yùn)行。
3. PicoScope程序范例以及與PC運(yùn)行速度的對(duì)比
在PicoScope2408B上運(yùn)行一個(gè)通道的數(shù)據(jù)采集過程，基于C語言編譯生成測試程序。采樣率固定為250MS/s，對(duì)不同數(shù)據(jù)量分別統(tǒng)計(jì)PC和樹莓派平臺(tái)的耗時(shí)情況。
從結(jié)果可以看到在數(shù)據(jù)量小于1KS時(shí)，樹莓派的表現(xiàn)與PC幾乎無異，甚至表現(xiàn)得更加穩(wěn)定，這應(yīng)該與其運(yùn)行的其他進(jìn)程較少，示波器控制進(jìn)程更少被調(diào)度有關(guān)。當(dāng)數(shù)據(jù)量超過1MS時(shí)，樹莓派的波形捕獲和數(shù)據(jù)拷貝耗時(shí)比PC多一倍左右，但仍在同一個(gè)數(shù)量級(jí)。
同時(shí)，當(dāng)我們真正應(yīng)用樹莓派進(jìn)行示波器控制時(shí)，一定還伴隨外部網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)處理等等運(yùn)算，此時(shí)針對(duì)程序中的代碼和使用的數(shù)據(jù)塊大小進(jìn)一步優(yōu)化，可得到不同的結(jié)果。這就需要結(jié)合實(shí)際的場景精細(xì)調(diào)節(jié)了。如遇具體問題，歡迎咨詢Pico公司中國技術(shù)支持。
4. PicoLog程序安裝和運(yùn)行結(jié)果
與PicoScope相比，PicoLog軟件在樹莓派上的支持更加完整和簡便。通PicoLog軟件不但可以控制Pico全部的數(shù)據(jù)記錄儀產(chǎn)品，也可以連接大部分PicoScope示波器產(chǎn)品。樹莓派上的PicoLog軟件與PC上的功能，界面別無二致，可直接使用。
通過apt-get 安裝PicoLog軟件，之后在Raspbian Stretch 的開始菜單中即可找到程序圖標(biāo)。
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