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基于FPGA和单片机的数字存储示波器
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2012-06-05
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基于FPGA和单片机的数字存储示波器,FPGA控制数据采集,单片机负责波形还原显示
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基于 FPGA 和单片机的数字存储示波器
摘 要:
随着时代的发展,示波器作为电子行业中一种常用的测试工具,在电子技术工作中起着
不可替代的作用。目前新的技术应用越来越多,用户的测试需求不断变化,然而市面上的数
字存储示波器大多价格昂贵、体型庞大,很难携带或者安放,对于一些只进行简单测量不太
实用。数字存储示波器是 20 世纪 70 年代,发展起来的一种新型示波器。今后市场的发展让
示波器需要面对更多的应用,数字示波器功能集成趋势明显,与此同时,除了追求强大的功
能以外,外观精美、款式小巧,便于携带也成为一个发展趋势。本次设计利用单片机、FPGA
和 AD 设计一款大众化的数字滤波器,成本低、体积小、便于携带、使用方便,能够完成基本
的测试,如:存储并显示波形,测量信号的频率、幅度等。。
Abstract:
As the times progress, oscilloscopes as electronic profession in one kind of commonly used testing tool,
plays in the electronic technology unreplaceable role. At present the new technical application are getting
more and more, constantly changing of user needs for testing. However,The market of digital storage
oscillographs are expensive,large or s difficult to carry and placed, And it’s not practical for some simple
measurements. The digital storage oscillographs are one kind of new oscilloscope In the 1970s. The
development of the market let oscillographs have more applications. The trend of digital storage oscillograph
functional integration is obvious. Meanwhile,except for powerful function, fine appearance,small item,
portable become a trend.The design use monolithic integrated circuits,FPGA and AD designs a section of
popular digital storage oscilloscope, cost low, small, portable, convenience, Can complete the basic test. For ex
ample, Store and and display wave, measuring signal frequency and amplitude.,
Keywords:
digital, storage, FPGA, easy, simple
关键词:数字、存储、FPGA、便捷、简单
西华大学电子设计竞赛设计报告
西华大学电子设计竞赛设计报告
1 方案论证与比较
1.1 方案一:
DSP+FPGA 开发起来比较灵活,升级也较为容易,通用性较强。同时利用了 DSP 运算
速度来提高整个系统的算法效率;同时采用这种架构开发起来相对比较简单,因为它结合了
FPGA 和 DSP 两者的优点。所以它适合于实时信号处理。在实时信号处理的过程中,对 DSP
的速度要求高,这样能同时使得整个系统既有其高速的处理速度,同时也不失其灵活性。但
是 DSP 在和与外围电路接口的时候,比如说 LCD 显示器和键盘电路进行通信的时候,因为
DSP 速度非常快。而 LCD 和键盘的速度都很慢,DSP 的优势没有得到利用。
1.2 方案二:
利用超大规模可编程器件 FPGA 来控制高速 A/D 转换器和 RAM 实现高速数据采集,
并且用它来进行数据的存储与处理。由于超大规模可编程器件是全硬件的,所以速度快,稳
定性好,利用较少的外围器件就可以实现复杂的逻辑和时序控制功能,是较为理想的方案。
这种方案实际上是一种片上系统(System On Chip),即用单个芯片完成所有的控制与数据
处理,并且还是全硬件的。但是该方案实现起来非常困难,并且成本非常高,所以没有采用
这种方案。
1.3 方案三:
该方案采用FPGA和MSP430单片机来实现。因为FPGA的可编程性适于模块化设计,它
可以把很多的数字电路全部做在FPGA中。FPGA作为整个系统的核心,控制高速AD把输入
的模拟信号转化为数字信号,设计在FPGA内部的FIFO用作数据采集和数据缓冲。同时用
FPGA测量输入信号频率,控制整个示波器系统的时基档位和幅度档位。MSP430单片机从
FPGA内部的FIFO接收数据对数据作处理(如软件插值、软件抽值)之后送到TFT液晶上显示,
并根据不同的时基档位和幅度档位对液晶屏上显示的波形进行时间或幅度上的拉升和收缩。
1.4 方案论证与比较
方案一采用 DSP+FPGA 作为控制平台,符合当今高效,低功耗的发展特点。但这种方
案成本较高,而且用 DSP 驱动液晶和键盘,没有发挥出 DSP 高速的优势,因此放弃此方案。
方案二采用 ARM+FPGA,虽然能很好的满足设计但实现难度较大,成本较高。方案三采用
FPGA 加单片机构成系统,能满足设计的需要,不会照成速度优势的浪费,成本较低,实现
也较容易,所以选择该方案。
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资源评论
- xiaofeige0082013-12-21不行,毫无价值
- cdn6938235232013-05-18设计很完整,只是不想我想用。谢谢
yunhao2018
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