数字示波器是一种常见的电子测量仪器，主要用于电压或电流波形的显示、测量和分析。传统的数字示波器功能强大，使用方便，但售价昂贵，不适合普遍应用，尤其是对于高校学生在课外时间进行实验时，高昂的实验成本是一大障碍。因此，课题组设计并研制了基于MSP430单片机和FPGA的简易数字示波器，旨在降低实验成本的同时保证必要的功能。
MSP430系列单片机由美国德州仪器公司（TI）生产，以其低功耗特性而广泛应用于嵌入式系统领域。MSP430F5529是该系列中的一个型号，拥有强大的处理能力和丰富的外围模块，可作为简易数字示波器的主控制器。
FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以通过软件编程来配置其逻辑功能的集成电路。在本设计中，使用了Altera公司的EP2C5T144C8 FPGA，该FPGA具有丰富的I/O口和灵活的逻辑资源，能够实现对信号的高速采样及数据处理。在数字示波器中，FPGA主要负责高速分段采样控制和数据缓存。高速分段采样是数字示波器中一个重要的技术，它能够在不降低采样率的前提下，减少每次采样所用的时间和数据量，从而使信号能够被更快速地捕获和处理。
数字示波器的模拟信号输入后，首先经过程控放大电路和整形电路处理，形成方波信号，然后送入FPGA进行频率测量。根据测量得到的频率值，FPGA会选择使用片上或片外的高速ADC（模拟到数字转换器）来进行采样。数据经过FPGA的FIFO（先进先出）模块缓存后，由单片机接收数据并进行频谱分析，比如快速傅里叶变换（FFT）。
整个简易数字示波器的设计和开发涉及了模拟信号的预处理、高速数据采集、数字信号处理等关键技术。预处理包括信号的放大和整形，使其适合后续的数字处理；高速数据采集是通过FPGA控制实现的，它需要具备足够的速率来满足采样定理的要求；数字信号处理主要由单片机来完成，单片机强大的计算能力使得它能够实现自动选档、多采样率、高精度频率测量以及频谱分析等功能。
从内容描述中可以得知，基于MSP430单片机和FPGA的简易数字示波器可以实现数字示波器的基本功能，包括自动增益选择、高速采样、频率测量及频谱分析。测试结果表明，该简易数字示波器性能良好，能够满足低成本教学和实验的需求。
除此之外，文章还提到了一些额外信息，例如高翠云教授的电子测量技术及信号检测与处理研究工作，以及相关的教学项目。这可能涉及到电子测量、信号处理的更深层次知识和技术。然而，由于篇幅限制，本文仅针对简易数字示波器的设计与实现进行讨论。
简易数字示波器的设计利用了MSP430单片机的控制能力和FPGA的高速数据处理能力，通过模拟信号的预处理、高速采样和数字信号处理，实现了数字示波器的基础功能。这一项目不仅为高校提供了经济实用的实验教学设备，也为电子测量领域提供了参考和启示。
