现代仪器正在向着智能化、便携式和虚拟化的方向发展。借助少许的采集硬件和通用PC平台,仪器正在由单一化向集成化、由物理仪器向虚拟仪器方向发展。虚拟仪器的发展必将推动现代仪器事业的发展。示波器是现代测试中必不可少的电子仪器。随着现代电子技术和通信技术的飞速进步,示波器的实现方式正在经历着深刻的变革。传统的模拟示波器由于结构和功能上存在的缺点,正在被功能强大、使用方便的数字示波器所取代。目前国产的测试用数字示波器在技术上还比较落后,高性能的数字示波器主要靠进口,进口数字示波器虽然功能强大,但价格太高,难以普及;另外,主流的数字示波器大都面向高频信号,高频DSP和数据采集芯片成本都很高,用于低频信号测试精度又难以满足要求。本设计针对示波器开发以上的两个方面的问题,尝试开发了一种低频虚拟数字示波器。该示波器除了具有传统模拟CRT示波器对波形的采集、显示等一般功能,还可以实现对波形数据的存储和打印,以及对波形参数的计算和显示。本设计的做要工作包括:1、分析了示波器的工作原理和虚拟示波器的结构,探讨了滤波器的实现技术,选择切比雪夫低通滤波器作为低通滤波模型,并运用Matlab软件设计了低通滤波器;2、选低成本单片机PIC16F877作为数据采集和处理单元,将采集到的脉冲转换成数字信号,通过RS232串口传送到PC;3、通过对数字存储示波器功能和结构的分析,运用Proteus绘制了示波器各个模块的模拟和数字电路,对各电路的组成进行了说明;4、对设计中涉及到的通信协议进行了阐述,结合硬件构架和协议开发,运用VC++进行了示波器系统软件的设计,最后运用信号发生器进行了示波器的仿真测试。仿真结果证明,设计的示波器能够对20KHz以内低频信号的获取和显示,满足普通测试要求。具有结构简洁、操作方便、成本低廉的特点,且易于进行功能的扩展,拥有广阔的应用前景。