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基于FPGA的数字存储示波器的设计
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( _4 x" J; a. y0 `1 C摘要
k# ]% R+ W$ H数字存储示波器在仪器仪表领域中占有重要的地位，应用范围相当广泛,所; h2 P/ b! D& P$ U
以对示波器的研制有重要的理论和实际意义。本文针对数字存储示波器的设计进
2 a9 l$ D2 _ b. r) C行了深入的研究，旨在研制出100MHz带宽的数字存储示波器。
' c# q% T/ D; k& L, h* G7 P从各个方面考虑，选用了DSP、FPGA和单片机的方案来设计整个系统。整
6 j2 g4 Z2 ?/ V' U5 E个系统采用单通道的方式。信号进来首先经过前端的调理电路把信号电压调整到/ |% l( H" a6 z9 Z7 T% n
AD的输入电压范围之内，这里调理电路主要是由信号衰减电路和信号放大电路4 Q, ^0 E, L; c- G) j7 |
所组成。调理后的信号再送到AD变换电路里面完成信号的数字化。然后把AD- W: [/ b3 T. C" }
转换后的数据送到FPGA中，并把数据保存到FPGA中的FIFO中，FPGA中的
" ]1 _& h( @' L" C) [& E. f0 Z电路主要包括有FIFO、触发系统、峰值检测、时基电路等。
* I: M, T: {( X \# ?# XDSP处理器主要是用来从FIFO中提取数据并进行相应的处理。因为DSP运 _4 c. d! }' X) h
6 @7 s4 Y! S0 j: O S$ F% Y算速度快,所以本文利用DSP来完成滤波和波形重建的时候的插值算法等功能。
% W% L4 q5 J! p, ?8 n8 }然后DSP利用其多缓冲串口把数据送到单片机，单片机把从DSP中发送过来的
+ K0 T( E- ~1 C; T9 E' \数据显示到LCD上，同时利用单片机来管理键盘等功能。在软件方面主要完成
! [- |; x" A k* ^) N了程序的一些初始化驱动,比如说是FLASH驱动、LCD驱动、DSP串口初始化、; `/ m; J" c' t4 g6 n
FPGA初始化等相关工作。# V( G# w. ?+ Q
由于本文采用FPGA,使得数字存储示波器的设计比较灵活，容易升级。可.4 k Y- W$ S: ^( s# u
以根据自己的需要进行相关的改进，例如对外围电路做进--步地扩展。1 Z) C3 `8 ?; u' _5 v% ` q3 [
关键词: DSP; FPGA; 单片机;数字存储示波器; LCD
) b/ Q$ [. v4 s; s1 m, J. B+ I w3 E) Z2 ~
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发表于 2020-8-4 11:20
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