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利用FPGA与STM32构建的数字示波器。

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简介：
示波器在2007年全国大学生电子设计竞赛C题中被作为一项核心要求，并且能够基本满足该竞赛的各项规定，涵盖了硬件系统的构建以及相应的软件开发。

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  • 基于FPGA和STM32的数字示波器
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    本项目设计并实现了一款结合FPGA与STM32微控制器的数字示波器，具备高采样率、多通道同时采集及灵活的数据处理能力。 示波器是2007年全国大学生电子设计竞赛C题的要求，能够基本实现题目要求，包括硬件和软件部分。
     
  • 利用LabVIEW控制Arduino构建示波器
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    本项目介绍如何使用LabVIEW编程环境结合Arduino硬件平台设计并实现一个简易数字示波器。通过这一过程，学习数据采集与处理技术，并掌握跨平台软硬件集成方法。 项目详情如下：利用LIAT中的模拟采样函数库，在Arduino Uno控制板上采集来自模拟输入端口的信号，并将这些数据上传到LabVIEW界面上以显示波形，从而实现简易示波器的功能。在使用该简易示波器前需设定Arduino Uno控制板的串口号、模拟输入引脚以及采样速率（默认为1000Hz）。LabVIEW程序首先通过指定的串口号与Arduino Uno建立连接，然后利用模拟采样函数库中的Continuous Acquisition On功能节点来按照设置好的参数进行连续数据采集。之后进入一个While循环，在此过程中不断调用Continuous Acquisition Sample节点，并每次读取10个样本点以更新波形显示控件上的图形表示。当完成所有操作后，程序会断开与Arduino Uno的连接。 项目可直接运行使用。
     
  • 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的数字示波器设计
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    本项目致力于开发一款高性能数字示波器，采用FPGA技术实现数据采集、处理和显示功能，旨在为电子工程师提供便捷高效的测试工具。 这段文字描述了基于FPGA实现的数字示波器功能，包括AD转换、数字缓存、数据处理以及VGA显示。
     
  • 基于FPGA的数字示波器设计
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    本项目致力于开发一种基于FPGA技术的数字示波器，旨在提供高精度、高速度的数据采集和分析功能，适用于电子工程领域的研发与教学。 该代码是用于基于FPGA的数字示波器的设计，采用Verilog语言编写，在Quartus II开发环境中进行编程。
     
  • 基于FPGA的数字示波器设计
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    本项目旨在开发一种基于FPGA技术的数字示波器，通过硬件描述语言实现其核心功能模块的设计与优化，以提高信号采集和处理效率。 提出一种基于FPGA的简易数字示波器设计方法。硬件上采用Altera公司的EP2C8Q208CN现场可编程门阵列芯片作为核心器件，并结合FPGA与NIOS软核的优势，设计高效的片上可编程系统(SoPC)，用于处理高速A/D采集的数据。
     
  • 基于FPGA的数字示波器设计
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    本项目专注于开发一款基于FPGA技术的数字示波器，旨在通过灵活配置和高性能处理能力，实现高效的数据采集与实时信号分析。 基于FPGA的数字示波器是一种利用现场可编程门阵列（FPGA）技术实现的电子测试设备，主要用于观测和分析电信号。该系统由多个关键组件构成，包括宽带直流放大器、模拟数字转换器（AD）、数字模拟转换器（DA）以及视频图形阵列（VGA）显示器。 1. **系统设计方案** - **主控核心**：FPGA是系统的中心部分，凭借其高度的灵活性和快速运算能力，能够有效处理来自AD的数字信号，并实现实时波形显示及参数测量。 - **宽带直流放大器**：采用NE5532作为放大器，将微弱的0~20mv信号提升至适合AD转换的范围。经过四级放大后带宽可达1.5M，确保高频信号的有效捕捉。 - **AD转换**：使用高速8位ADS830E芯片进行采样，最高频率为60MHz，足以支持1.5MHz带宽的放大电路，并保证波形还原精度。 - **DA转换**：采用速度高达30MHz的8位TLC5602来重现实时输入信号的波形。 - **VGA显示**：FPGA处理后的数据驱动VGA显示器，展示输入信号的波形并同步测量频率和峰峰值。 2. **模块设计与比较** - **宽带直流放大器**： - 方案一（TL084）由于带宽较低且稳定性不佳而未采用。 - 方案二选择了NE5532，因其低噪声、高增益带宽积的特性通过四级放大保证了宽频带和适中的输出电压范围，利于AD采样。 - **控制器模块**： - 单片机方案由于频率较低不适合高频信号显示而被放弃。 - FPGA因逻辑单元灵活、集成度高及速度快等优势被选中，能够实现更广泛的采样频率区间，并且避免了硬件干扰提高了电路稳定性。 - **AD芯片** - 方案一（ADC0809）虽然成本较低但速度较慢不适合高速采样需求。 3. **系统性能** 经过测试，该系统的运行稳定、波形显示效果良好并具备测量信号频率和峰峰值的功能。适用于多种电信号的观察与分析。基于FPGA设计的数字示波器通过优化硬件配置及高效处理机制实现了对宽频带信号精确捕捉和展示，为电子工程师提供了一款强大的检测工具。凭借其并行处理能力和高速运算特性，在复杂且高频信号环境下的表现尤为突出，极大地提高了测试效率与精度。
     
  • 基于FPGA的数字示波器的设计
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    本项目旨在设计一款基于FPGA技术的数字示波器，利用硬件描述语言实现信号采集、处理及显示功能，提高测量精度和效率。 随着信息技术的不断进步，对信号测量技术的要求也越来越高，示波器的应用范围日益扩大。模拟示波器在使用前需要进行校正，操作相对复杂；而数字示波器则受到核心控制芯片的影响，在输入信号频率方面有一定的限制。基于FPGA（现场可编程门阵列）的数字示波器采用具有50万逻辑单元的核心芯片，并配合高速外围电路设计，能够测量高达1 MHz的信号，从而有效解决了传统示波器存在的问题。
     
  • 基于FPGA的数字示波器的设计
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    本项目旨在设计一款基于FPGA技术的数字示波器，结合硬件与软件优化，实现高效的数据采集和处理功能。 随着信息技术的进步，对信号测量技术的要求日益提高，示波器的使用也越来越广泛。模拟示波器在使用前需要进行校正，操作较为复杂；而数字示波器则受限于控制芯片的影响，对于输入信号频率有一定的限制条件。 基于FPGA（现场可编程门阵列）的新型数字示波器能够克服传统示波器的问题。这种设备内部集成的逻辑电路规模可以达到50万门级，并且通过高速外围电路的支持，它可以准确测量1 MHz以下的信号，从而显著提升了其功能性和实用性。 本设计中的数字示波器系统主要采用了Xilinx开发环境，在此环境中构建了包括AD采样控制模块、键盘输入操作模块和VGA显示等在内的多个关键子模块。这种设计方式极大减少了硬件电路的复杂性，并且提高了整个系统的稳定性和可靠性，整体架构如图1所示。 该方案通过使用XPS（嵌入式处理系统）进一步提升了灵活性与性能优化水平。
     
  • 基于FPGA的数字示波器的设计
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    本项目致力于设计一款基于FPGA技术的数字示波器，利用硬件描述语言实现高效的数据采集与处理功能，提供高精度信号观测解决方案。 数字示波器是一种广泛应用在电子测量领域的设备，用于捕捉和分析电气信号的变化。本设计利用FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术构建了一款高效率、高稳定性的数字示波器系统。FPGA的优势在于其可编程性，可以根据需求灵活配置逻辑单元，从而实现复杂的功能集成。 1. **系统方案设计** - **Xilinx开发环境**：本设计基于Xilinx的开发平台，在该平台上通过集成开发环境（IDE）构建各个功能模块，包括AD采样控制、键盘控制和VGA显示等。这种方法有效减少了硬件电路的复杂度，并提高了系统的可靠性和稳定性。 - **AD采样控制**：使用高速AD转换芯片ADS804进行电压转换，支持从0到2伏特范围内的信号输入。为确保与该AD转换器兼容性，需要通过前置放大器将输入信号调理至0~5V，并按比例缩小以满足AD转换需求。 - **VGA显示**：采用双缓冲机制，FPGA内部的RAM存储采样数据并按照特定时序将其映射到VGA屏幕上。这种设计支持多页面切换和彩色通道显示功能。 2. **硬件设计** - **信号调理电路**：用于处理输入的模拟信号，确保其与AD转换器兼容。 - **AD转换电路**：采用并行数据处理方式简化硬件结构，并提高系统的稳定性。10MHz采样率允许在最高1MHz频率下完整捕捉波形。 - **触发电路**：通过电压比较器实现外触发功能，可以对任意电平进行单次触发。 - **存储模块**：包括内部和外部存储部分。采用24C128 E2PROM芯片作为非易失性存储设备，提供16KB的内存空间以确保数据在断电后不会丢失。 - **VGA显示模块**：FPGA内置MicroBlaze软核处理器控制双缓冲显示机制，并支持多页面和多种显示设置选项。 - **键盘模块**：4x4矩阵式布局的键盘用于人机交互，实现通道选择、存储及回放等功能操作。 3. **软件设计** - **MicroBlaze微处理器**：嵌入到FPGA中并通过LBM与OPB总线管理内存和外设接口。该软核控制整个系统的运行流程。 - **软件流程**：涵盖触发电路、数字信号生成、存储功能及键盘控制等模块的软件实现，确保系统稳定流畅地运作。 总结来说，基于FPGA技术设计出的这款数字示波器充分利用了其灵活性和可扩展性特点。通过集成不同功能模块实现了高效的信号采集、处理以及显示任务。这种设计方案不仅降低了硬件成本还提升了系统的整体性能水平，使得该款数字示波器能够更好地满足现代电子测量的需求。