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基于FPGA的数字存储示波器的设计
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摘要
/ I0 _& F$ x+ a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
) N& [ p) R0 K. w% I* u4 S. @# `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# }9 F8 U, q- @7 i
行了深入的研究，旨在研制出100MHz带宽的数字存储示波器。
( T4 x, l$ o8 v' V" T9 ^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( S* }) t2 C; R
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$ M- V! O# V7 t, C9 @$ K1 z4 G+ s6 J
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
$ {/ P# C- c( C' N' l, ~, H% d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 g9 k, J* X3 p) O/ j5 n
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
+ R) Z& J" u: ?% x, q电路主要包括有FIFO、触发系统、峰值检测、时基电路等。6 R) u) e }4 J. e- Z
DSP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
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& G% J5 z/ t8 y: c% W4 Z/ U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。
, Z5 k* ^& h" Y2 o2 F0 Q) _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& R: r) k9 J+ v' o: H" | t- c( r2 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
. c& l$ ~7 F' [; h7 K) g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、3 q3 |& ^! D ?
FPGA初始化等相关工作。0 _* X7 G9 j3 b% s, [
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.2 ]* X* \7 _ R* K' g# \5 {
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。, H0 {% ]1 W- O4 ]
关键词: DSP; FPGA; 单片机;数字存储示波器; LCD
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发表于 2020-8-4 11:20
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