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利用FPGA构建的简易示波器和频谱仪。

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简介：
利用Digilent Basys3开发板构建了一个简化的示波器和频谱仪，该系统集成了板载的Xilinx xc7a35tftg256芯片，并基于Vivado平台以及Verilog语言进行开发。该设备能够采集四通道的模拟信号，进而精确地计算并实时地呈现出信号的频率、周期、峰峰值以及平均值等关键参数。此外，系统还具备对信号和频谱进行平移及缩放功能的强大处理能力，同时允许用户自定义一个频谱阈值，从而实现对信号中的检峰功能。

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  • 基于FPGA的简易示波器和频谱仪
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    本项目设计了一款基于FPGA技术的简易示波器与频谱仪集成设备，旨在为电子实验与开发提供便捷高效的信号观测工具。 基于Digilent Basys3开发板的简易示波器和频谱仪设计采用Xilinx xc7a35tftg256芯片，并在Vivado平台上使用Verilog语言实现。该系统能够采集四通道信号，计算并显示信号频率、周期、峰峰值及平均值，并进行频谱分析。用户可以对信号和频谱执行平移与缩放操作，并设定一个阈值以检测频谱中的峰值。
     
  • 利用FPGA构建简易计算器
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    本项目旨在通过FPGA技术搭建一个简易计算器硬件系统，涵盖加减乘除等基础运算功能，适用于数字逻辑设计教学与实践。 使用FPGA制作简易计算器
     
  • 基于FPGA的简易频谱分析仪设计思路（1）
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    本文介绍了基于FPGA技术实现简易频谱分析仪的设计理念与方法，探讨了其硬件架构及核心算法，为高频信号处理提供新的解决方案。 目前频谱分析仪价格较高，导致大多数高等院校的实验室无法配备该设备。对于电子信息类的教学而言，缺乏频谱仪的支持会使得学生只能依赖书本上的抽象概念来理解信号特征，从而影响教学实验的效果。 为解决这一问题，本段落提出了一种基于FPGA的简易频谱分析仪设计方案。此方案具有成本低的优点，并且其性能指标能够满足教学实验中所需的检测信号范围要求。 系统设计的整体框图如图1所示。该设计采用C8051系列单片机中的 C8051F121作为控制器，使用CvcloneⅢ系列EP3C40F484C8型的FPGA芯片进行数字信号处理。系统的总体设计遵循抽样定理，在时域内截取一段适当长度的信号，并对其进行采样量化和频谱计算，最后在LCD上显示结果。
     
  • 基于FPGA的简单频谱分析仪
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    本项目设计并实现了一种基于FPGA技术的简易频谱分析仪，能够高效地进行信号处理与频谱显示，适用于教育和科研领域。 观测信号频谱在科研及教学实验中的作用非常重要。通过使用单片机C8051与FPGA，并结合高速A/D转换器设计了一种简易的频谱分析仪，有助于学生更直观深入地理解信号特征。该系统主要由信号采集、频谱搬移、数字滤波、快速傅里叶变换（FFT）和LCD显示等模块构成。测试表明，此系统能够有效分析0至5兆赫兹范围内的信号带宽，并能以1赫兹的最低分辨率准确地在LCD上展示信号频谱图。整个系统的运行稳定可靠，操作简便且成本低廉，相比其他频谱分析仪具有明显优势。
     
  • 基于FPGA的简单频谱分析仪
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    本项目设计并实现了一种基于FPGA技术的简易频谱分析仪，能够进行实时信号处理和频谱显示，适用于教育及科研领域。 针对当前现状，提出了一种基于FPGA的简易频谱分析仪设计方案。该方案的优点在于成本低且性能指标能够满足教学实验所需的检测信号范围要求。
     
  • 基于FPGA的简单频谱分析仪
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    本项目设计并实现了一种基于FPGA技术的简易频谱分析仪，能够高效地进行信号处理与频谱显示，适用于教学和科研应用。 1 引言 目前频谱分析仪价格较高，导致高等院校仅少数实验室能够配备该设备。对于电子信息类课程而言，若缺乏频谱仪的辅助观察，学生只能依赖书本上的抽象概念来理解信号特征，这严重影响了教学实验的效果。 鉴于此现状，本段落提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的简易频谱分析仪设计方案。该方案具有成本低的优点，并且其性能指标能满足教学实验所需的检测信号范围要求。 2 设计方案 图1展示了系统设计的整体框架。本系统采用C8051系列单片机中的 C8051F121作为控制器，而数字信号算法处理单元则选用CvcloneⅢ系列EP3C40F484C8型的FPGA。根据抽样定理，在时域内截取一段适当长度的信号，并对其进行抽样量化操作，进而求得该段信号的频谱信息。
     
  • 利用jQuery Ajax构建简易计算器
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    本教程介绍如何使用jQuery和Ajax技术创建一个功能简单的在线计算器，无需刷新页面即可实现基本数学运算。 使用Jquery Ajax调用.ashx或.cs文件来实现一个简易的计算器。
     
  • 参赛作品《STM32/FPGA虚拟示波器及信号源扫频频谱仪》-AOK_OSC_BOM.rar
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    本作品设计了一款基于STM32和FPGA技术的多功能虚拟仪器，集成示波器、信号发生器与频谱分析功能。通过创新硬件架构与软件算法优化，实现了高精度测量及实时扫频特性，在电子测试领域具有广泛应用前景。相关资料可在附件AOK_OSC_BOM.rar中获取。 参赛作品《基于STM32/FPGA虚拟示波器/信号源/扫频/频谱仪》-AOK_OSC_BOM.rar包含了相关的设计文件和技术资料。
     
  • 参赛作品《STM32/FPGA虚拟示波器及信号源扫频频谱仪》-AOK_OSC_SCH.rar
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    本项目设计并实现了基于STM32与FPGA技术的多功能虚拟仪器，包括示波器、信号发生器和频谱分析仪功能，支持频率扫描等高级操作。 《基于STM32及FPGA的虚拟示波器信号源扫频频谱仪》是一款集成了多种功能于一体的创新电子设计项目，包括示波器、信号源、扫频仪以及频谱分析等功能。 该项目的核心硬件平台由意法半导体（STMicroelectronics）生产的基于ARM Cortex-M内核的STM32微控制器和现场可编程门阵列(FPGA)组成。其中，STM32负责数据采集与处理，并支持用户界面交互及通信功能；FPGA则提供强大的并行处理能力，在信号采样、滤波以及实时分析方面发挥关键作用。 AOK_OSC.SCHDOC文件中包含了整个系统的电路原理图设计，详细描述了各个组件之间的电气连接关系。通过该文档可以清晰地了解STM32与FPGA如何协同工作，并掌握系统中的信号传输流程和机制。 在实际应用过程中，虚拟示波器功能可捕捉并显示输入信号的波形；而信号源部分则能够生成不同频率及幅度的标准测试信号供调试使用；扫频仪通过调整输出频率来检测设备响应特性；频谱分析模块用于解析信号中的各个频率成分。这些功能对电子工程师而言，无论是进行电路调试还是元器件性能评估都极为有用。 该项目充分展示了嵌入式系统设计的深度与广度，涵盖了微控制器编程、FPGA配置、信号处理算法以及硬件架构等多个领域，并为学习和理解现代电子系统的运作原理提供了极佳案例。
     
  • 参赛作品《STM32/FPGA虚拟示波器及信号源扫频频谱仪》-oscsch.pdf
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    本作品介绍了一款基于STM32和FPGA技术开发的虚拟示波器、信号源及频谱仪，适用于电子设计与测试。文档详细阐述了其硬件架构、软件实现及应用案例。 ### 基于STM32与FPGA的虚拟示波器、信号源及频谱仪项目解析 #### 一、项目概述 本项目是一款集成了多种功能的电子设计产品，包括虚拟示波器、信号发生器、扫频和频谱分析等功能。该项目基于STM32微控制器结合FPGA技术实现，旨在通过软硬件集成提供一个多功能仪器的一体化解决方案。 #### 二、关键技术点解析 ##### 1. STM32 微控制器 本项目采用了意法半导体（STMicroelectronics）的STM32_103_LQFP48微控制器。这款基于ARM Cortex-M内核的产品具有高性能和低功耗的特点，适用于复杂的应用场景。 - **丰富的外设资源**：包括多个串行接口如USART、SPI及I2C等，并提供通用与高级定时器。 - **高速通信协议支持**：能够实现USB、CAN等多种高速数据传输功能。 - **高精度ADC模块**：内置12位模数转换器，适用于模拟信号采集。 电路图中展示了大量GPIO引脚（例如PA0到PA15及PB0到PB15），用于连接外部设备或进行信号处理操作。 ##### 2. FPGA技术 FPGA是一种高度可编程的集成电路，在本项目中作为主处理器和外围设备之间的桥梁，负责数据高速传输与处理。使用的型号为EPCS4。 - **灵活性**：可以根据特定需求定制逻辑设计。 - **高性能计算能力**：适用于复杂数学运算及大量数据处理任务。 - **高速通信接口支持**：包括LVDS、PCIe等协议。 FPGA通过专用引脚（如FPGA_TCK、FPGA_TDO）与STM32连接，实现两者间的数据交换和通信功能。 ##### 3. USB 接口设计 项目采用Mini USB接口进行计算机高速数据传输，并包含USB信号线及接地线以稳定信号。此外还有电阻元件用于进一步优化性能（如R21、R22）。 ##### 4. JTAG调试接口 该项目设有JTAG调试接口，支持在线硬件级的STM32与FPGA程序下载和调试功能。 ##### 5. 电源管理 - **VCC3V3**：提供稳定的3.3伏电压。 - **VCC5V**：供应系统的5伏工作电压需求。 - **GND**：用于接地连接，确保各组件稳定供电。 #### 三、项目应用领域 本项目的多功能集成使其适用于实验室研究、教学演示及研发测试等多个场景。具体功能包括： - **信号发生器**：支持用户通过软件配置生成各种频率和幅度的波形。 - **示波器**：用于显示并分析电信号的时间变化特性。 - **频谱仪**：能够解析信号中的不同频率成分，帮助识别复杂信号特征。 - **扫频测试工具**：自动调整测试信号的频率范围以评估设备或系统的响应性能。 该项目不仅展示了STM32与FPGA在电子设计领域的强大功能及应用潜力，并且通过整合多种实用仪器为工程师们提供了便捷高效的研发平台。