623实验报告.docx
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623实验报告
实验报告
课程名称应用程序设计基础
实验项目实验一、实验二
实验仪器计算机
系别仪器科学与光电工程学院
专业测控技术与仪器
班级/学号623
学生姓名Vicky
成绩
指导教师潘志康
实验1
1、实验名称
应用面向对象技术完成AD数据采集
2、实验目的
掌握采用面向对象技术开发应用程序
三、实验内容
1、创建交互界面
2、AD数据采集
3、显示采集结果
四、实验要求
编写一个利用声卡采集声音波形数据的应用程序，实现类似虚拟示波器的功能。
程序应能够设置采样频率、采样位数、采样通道数；具有开始采样、中止采样控制；能够显示声音波形、波形幅值。
五、编程思路
本实验是利用声卡组建数据采集系统。
声卡的采样频率有4种选择，即8000Hz、11025Hz、22050Hz、44100Hz，采样频率不同，采到波形的质量也不同，应该根据具体情况而采用合适的频率。
对于声音的采集，需要用到操作系统底层的API函数。
微软提供的有关声卡波形的API函数有下面几个：
MMRESULTwaveInOpen（//打开一个声音波形设备用于输入，返回错误代码
LPHWAVEINphwi,//打开设备的句柄地址
UINTuDeviceID,//要打开设备的标识，设为WAVE_MAPPER自动选择
LPWAVEFORMATEXpwfx,//指向一个WAVEFORMATEX结构体的指针
DWORDdwCallback,//事件处理回调函数入口，当输入缓冲区满时，调用该函数
DWORDdwCallbackInstance,//用户进程传递给回调函数的数据
DWORDfdwOpen//打开方式标志
）;
RESULTwaveInPrepareHeader（//为声音波形输入准备一个缓冲区
HWAVEINhwi,//波形输入设备句柄
LPWAVEHDRpwh,//标识缓冲区的WAVEHDR结构体入口地址
UINTcbwh//WAVEHDR结构体的大小，以字节为单位
）;
MMRESULTwaveInAddBuffer（//向输入设备指定缓冲区，当缓冲区满时，通知用户程序
HWAVEINhwi,//波形输入设备句柄
LPWAVEHDRpwh,//标识缓冲区的WAVEHDR结构体入口地址
UINTcbwh//WAVEHDR结构体的大小，以字节为单位
）;
MMRESULTwaveInStart（//开始指定设备采集
HWAVEINhwi,//波形输入设备句柄
）;
MMRESULTwaveInReset（//停止指定设备输入，重置缓冲区
HWAVEINhwi//波形输入设备句柄
）;
MMRESULTwaveInUnprepareHeader（//取消所准备的缓冲区
HWAVEINhwi,//波形输入设备句柄
LPWAVEHDRpwh,//标识缓冲区的WAVEHDR结构体入口地址
UINTcbwh//WAVEHDR结构体的大小，以字节为单位
）;
MMRESULTwaveInClose（//关闭指定输入设备
HWAVEINhwi//波形输入设备句柄
）;
其中WAVEHDR结构体定义了声形波形数据的格式，
ormatTag;//波形格式标签频率数=列块大小*采样频率列;
来扩充此结构体，以指定特殊格式（如压缩）
typedefstruct{
WORDwFormatTag;//波形格式标签
WORDnChannels;//声道数
DWORDnSamplesPerSec;//采样频率
DWORDnAvgBytesPerSec;//每秒字节数=列块大小*采样频率
WORDnBlockAlign;//列块大小=声道数*量化位数/8
WORDwBitsPerSample//量化位数
WORDcbSize;//附加结构字节数，用来扩充此结构体，以指定特殊格式（如缩）
}WAVEFORMATEX;
声卡采集输入的过程是：
①打开设备->②准备缓冲区->③指定缓冲区->④开始输入->⑤等待系统填充缓冲区->⑥读取数据，重复⑤⑥直到输入结束，⑦停止输入->⑧取消缓冲区->⑨关闭设备，输出的过程与之相似。
系统在缓冲区满/空时执行用户指定的回调函数，因此构造一个波形输入/输出事件，在回调函数中触发此事件，而在缓冲区读/写函数（用户工作线程）中等待此事件。
此外，用户程序必须处理各种可能的错误。
由于API函数在使用时操作繁琐、不易理解。
为方便引用，本次实验给出一个CSoundIn类，它将上述API函数进行封装，提供如下接口函数：
MMRESULTOpenMic（intchannel,intsamples,intbitSamples）;//打开输入设备
voidStartMic（）;//开始录音
voidStopMic（）;//停止录音
voidCloseMic（）;//关闭输入设备
voidGetHwnd（HWNDhwnd）;//获取主窗口句柄，用于关联示波器显示
声音数据采集的过程就是
打开输入设备
开始录音
停止录音
关闭输入设备。
本次实验除了提供CSoundIn类外，为了方便程序显示波形，还提供了一个示波器类CScope，它有以下接口函数：
voidSetTitle（CStringstrTitle）;//设置示波器的标题
voidSetDimT（doublenewDimT）;//设置横坐标显示间隔
voidSetDimy（doublenewDimY）;//设置纵坐标显示间隔
voidUpdateCurve（）;//更新曲线
voidAddValue（doubledTime,doubledValue）;//加载示波器要显示的输入数据
六、编程步骤
1、创建一个对话框程序，在对话框类定义中声明一个CSoundIn对象、一个CScope对象以及一个函数：
scope（intnTime,intdata）。
加入必要的控件，以使程序能设置采样条件，并能控制采样。
2、在初始化对话框时，即在OnInitDialog函数中，设置示波器的横纵坐标间隔；调用CSoundIn对象的GetHwnd函数，即m_soundIn.GetHwnd（this->m_hWnd）;
3、CScope对象用来显示声音波形，实现的方法是先在对话框资源上放置一个静态文本框，将ID值改为IDC_SCOPE（可自定），在对话框类的DoDataExchange函数中将CScope对象与该静态文本资源相关联，即在//}}AFX_DATA_MAP之前加入一句话
DDX_Control（pDX,IDC_SCOPE,m_scope）;
1）按钮控件：
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnButton1（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_soundIn.OpenMic（m_channel,m_samples,m_bitSamples）;
}
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnButton3（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_soundIn.StartMic（）;
}
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnButton4（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_soundIn.StopMic（）;
}
2）采样频率
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnRadio1（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_samples=8000;
}
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnRadio3（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_samples=11025;
}
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnRadio2（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_samples=22050;
}
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnRadio4（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_samples=44100;
}
3）采样位数
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnRadio5（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_bitSamples=8;
}
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnRadio6（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_bitSamples=16;
}
4）采样通道数
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnRadio7（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_channel=1;
}
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnRadio8（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_channel=2;
}
5）幅值
步骤：
首先在VirtualOscilloscopeDlg加入m_fz成员变量：
在对话框的CPP文件中，加入如下代码：
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
scope（intnTime,intdata）
{
m_fz.Format（"%d",data）;
GetDlgItem（IDC_EDIT1）->SetWindowText（m_fz）;
m_scope.AddValue（nTime,（-（double）data+128）/20）;
//m_scope.AddValue（nTime,（data+128）/20）;
num++;
if（num==2048）
{
m_scope.UpdateCurve（）;
num=0;
}
}
4、对话框类的scope函数实现代码，该函数在CSoundIn中被调用
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
scope（intnTime,intdata）
{
m_scope.AddValue（nTime,（-（double）data+128）/20）;//将128定为中线
num++;
if（num==2048）//在CSoundIn类中缓冲区定义为2048
{
m_scope.UpdateCurve（）;
num=0;
}
}
7、实验结果
8、实验源程序
#include"stdafx.h"
#include"virtualOscilloscope.h"
#include"virtualOscilloscopeDlg.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
intnum=0;
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CAboutDlgdialogusedforAppAbout
classCAboutDlg:
publicCDialog
{
public:
CAboutDlg（）;
//DialogData
//{{AFX_DATA（CAboutDlg）
enum{IDD=IDD_ABOUTBOX};
//}}AFX_DATA
//ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides
//{{AFX_VIRTUAL（CAboutDlg）
protected:
virtualvoidDoDataExchange（CDataExchange*pDX）;//DDX/DDVsupport
//}}AFX_VIRTUAL
//Implementation
protected:
//{{AFX_MSG（CAboutDlg）
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP（）
};
CAboutDlg:
:
CAboutDlg（）:
CDialog（CAboutDlg:
:
IDD）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_INIT
}
voidCAboutDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CAboutDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CAboutDlg）
//Nomessagehandlers
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CVirtualOscilloscopeDlgdialog
CVirtualOscilloscopeDlg:
:
CVirtualOscilloscopeDlg（CWnd*pParent/*=NULL*/）
:
CDialog（CVirtualOscilloscopeDlg:
:
IDD,pParent）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CVirtualOscilloscopeDlg）
m_bitSamples=-1;
m_samples=-1;
m_channel=-1;
m_fz=_T（""）;
//}}AFX_DATA_INIT
//NotethatLoadIcondoesnotrequireasubsequentDestroyIconinWin32
m_hIcon=AfxGetApp（）->LoadIcon（IDR_MAINFRAME）;
}
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CVirtualOscilloscopeDlg）
DDX_Control（pDX,IDC_BUTTON4,m_BUTTON4）;
DDX_Control（pDX,IDC_BUTTON3,m_BUTTON3）;
DDX_Control（pDX,IDC_BUTTON2,m_BUTTON2）;
DDX_Control（pDX,IDC_BUTTON1,m_BUTTON1）;
DDX_Control（pDX,IDC_SCOPE,m_scope）;
DDX_Radio（pDX,IDC_RADIO5,m_bitSamples）;
DDX_Radio（pDX,IDC_RADIO1,m_samples）;
DDX_Radio（pDX,IDC_RADIO7,m_channel）;
DDX_Text（pDX,IDC_EDIT1,m_fz）;
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CVirtualOscilloscopeDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CVirtualOscilloscopeDlg）
ON_WM_SYSCOMMAND（）
ON_WM_PAINT（）
ON_WM_QUERYDRAGICON（）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO1,OnRadio1）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON1,OnButton1）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON2,OnButton2）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON3,OnButton3）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON4,OnButton4）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO7,OnRadio7）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO8,OnRadio8）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO3,OnRadio3）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO2,OnRadio2）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO4,OnRadio4）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO5,OnRadio5）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO6,OnRadio6）
ON_EN_CHANGE（IDC_EDIT1,OnChangeEdit1）
ON_BN_CLICKED（IDC_SCOPE,OnScope）
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CVirtualOscilloscopeDlgmessagehandlers
BOOLCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnInitDialog（）
{
CDialog:
:
OnInitDialog（）;
//Add"About..."menuitemtosystemmenu.
//IDM_ABOUTBOXmustbeinthesystemcommandrange.
ASSERT（（IDM_ABOUTBOX&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）;
ASSERT（IDM_ABOUTBOX<0xF000）;
CMenu*pSysMenu=GetSystemMenu（FALSE）;
if（pSysMenu!
=NULL）
{
CStringstrAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString（IDS_ABOUTBOX）;
if（!
strAboutMenu.IsEmpty（））
{
pSysMenu->AppendMenu（MF_SEPARATOR）;
pSysMenu->AppendMenu（MF_STRING,IDM_ABOUTBOX,strAboutMenu）;
}
}
//Settheiconforthisdialog.Theframeworkdoesthisautomatically
//whentheapplication'smainwindowisnotadialog
SetIcon（m_hIcon,TRUE）;//Setbigicon
SetIcon（m_hIcon,FALSE）;//Setsmallicon
//TODO:
Addextrainitializationhere
//设置示波器横纵坐标单位
m_soundIn.GetHwnd（this->m_hWnd）;
returnTRUE;//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol
}
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnSysCommand（UINTnID,LPARAMlParam）
{
if（（nID&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）
{
CAboutDlgdlgAbout;
dlgAbout.DoModal（）;
}
else
{
CDialog:
:
OnSysCommand（nID,lParam）;
}
}
//Ifyouaddaminimizebuttontoyourdialog,youwillneedthecodebelow
//todrawtheicon.ForMFCapplicationsusingthedocument/viewmodel,
//thisisautomaticallydoneforyoubytheframework.
voidCVirtualOscilloscopeDlg:
:
OnPaint（）
{
if（IsIconic（））
{
CPaintDCdc（this）;//devicecontextforpainting
SendMessage（WM_ICONERASEBKGND,（WPARAM）dc.GetSafeHdc（）,0）;
//Centericoninclientrectangle
intcxIcon=GetSystemMetrics（SM_CXICON）;
intcyIcon=GetSystemMetrics（SM_CYICON）;
CRectrect;
GetClientRect（&rect）;
intx=（rect.Width（）-cxIcon+1）/2;
int
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