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基于LabVIEW的数字存储示波器系统

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简介：
本项目基于LabVIEW开发了一套数字存储示波器系统，实现信号采集、处理与显示功能，适用于电子电路实验及教学。 基于LabVIEW的数字示波器（虚拟示波器）相比传统示波器具有价格低廉、功能丰富、可编程性以及显示直观等诸多优势。本设计不仅具备基本的示波器功能，还充分利用了LabVIEW语言的特点，增加了数字滤波、信号保存和回显等功能。该系统既拥有低成本和界面美观等优点，又包含了存储、回放及数字滤波等传统高端示波器的功能，并且可以根据需求随时灵活修改程序以增加更多个性化功能。

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  • 基于LabVIEW的数字存储示波器系统
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    本项目基于LabVIEW开发了一套数字存储示波器系统，实现信号采集、处理与显示功能，适用于电子电路实验及教学。 基于LabVIEW的数字示波器（虚拟示波器）相比传统示波器具有价格低廉、功能丰富、可编程性以及显示直观等诸多优势。本设计不仅具备基本的示波器功能，还充分利用了LabVIEW语言的特点，增加了数字滤波、信号保存和回显等功能。该系统既拥有低成本和界面美观等优点，又包含了存储、回放及数字滤波等传统高端示波器的功能，并且可以根据需求随时灵活修改程序以增加更多个性化功能。
     
  • 基于LabVIEW的简易数字存储示波器的设计
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    本项目旨在设计并实现一个简易数字存储示波器系统，采用LabVIEW软件进行开发，能够高效地采集、显示和分析电信号。 基于LabVIEW设计的数字存储示波器包括前面板设计和程序框图。
     
  • 基于FPGA的数字存储示波器设计
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    本项目旨在设计并实现一个基于FPGA技术的数字存储示波器。通过硬件描述语言编程，构建高效的数据采集与处理系统，以满足高速信号测试的需求。 ### 用FPGA设计数字存储示波器 #### 摘要与背景 本段落介绍了一种基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array, FPGA）的数字存储示波器设计方法。该示波器利用模拟到数字（Analog-to-Digital, AD）、数字到模拟（Digital-to-Analog, DA）转换器件以及静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, RAM UT62-256），实现了数字化信号采集与显示的功能。经过测试验证，整个系统功能完备，输出波形稳定且无明显失真。 #### 关键词 - **FPGA**：现场可编程门阵列 - **信号转换**：模拟到数字、数字到模拟转换 - **VHDL**：超高速集成电路硬件描述语言 #### 文章编号 1006-2394(2007)11-0035-02 #### 设计概述 ##### 1. 数字存储示波器的硬件电路设计 数字存储示波器的硬件主要由以下部分构成： - **高速模数转换器（AD）**：采用AD1674作为模数转换器，能够实现全速采样。 - **双口RAM（UT62-256）**：用于存储采样的信号数据。该RAM具有独立的数据线、地址线、片选线和读写控制线，可以高效地对存储单元进行操作。 - **数字模拟转换器（DA）**：采用AD767实现从数字信号到模拟信号的转换。 FPGA负责整个系统的定时与数据流管理，确保了采样、存储及转换过程中的同步。此外，为了提高速度和效率，FPGA还控制RAM的地址线操作。 ##### 2. 数字存储示波器软件设计 - **硬件描述语言（VHDL）**：使用VHDL编程，并在ALTERA公司的EP1K30QC208-3芯片上实现。这是一种标准化的语言，适用于描述数字系统的结构和行为。 - **Quartus II 4.1平台**：该开发工具用于完成逻辑编译、优化布局布线以及仿真等步骤。 软件设计的核心在于程序流程的设计，包括信号输入检测、存储器的读写控制及用户交互等功能模块。 #### 系统实现细节 - **系统文件设计**：根据需求编写VHDL代码来管理信号处理。首先检测输入信号极性，如果是正，则启动RAM的“写操作”；一旦满载则切换到“读操作”。当用户进行按键操作时，返回“写操作”状态。 - **模块化设计**：系统采用模块化的思想构建，包括信号检测、存储器控制及用户接口等子模块。这种结构便于调试与维护。 #### 图例说明 - **图1 数字存储示波器组成框图**：展示了系统的整体架构，从输入信号到输出至普通示波器的全部过程。 - **图2 程序流程图**：详细描述了系统的工作流程，包括信号检测、RAM读写控制及用户交互等功能。 #### 结论 通过FPGA实现的数字存储示波器不仅提高了系统的性能，还简化了升级工作。整体而言，该设计成功实现了高精度和稳定性的采集与显示功能，为电子测量领域提供了一种新的解决方案。
     
  • 数字化存储示波器
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    数字化存储示波器是一种能够将模拟信号转换为数字信号并进行存储和分析的电子测试仪器，广泛应用于科研、教育及工业领域。 数字存储示波器以数字形式记录信号波形并显示出来，因此可以将稳定的波形保留在显示屏上供用户分析。该设备内置的微处理器能够自动计算所记录波形的各项参数，并在屏幕上同时展示峰峰值、上升时间、频率以及均方根值等信息。此外，通过计算机接口还可以把捕捉到的波形传输至打印机或电脑进行进一步处理和研究。
     
  • 基于简化的数字存储示波器设计
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    本项目聚焦于简化数字存储示波器的设计与实现，旨在提高其性能和易用性，通过优化硬件架构及软件算法，以满足现代电子测试需求。 随着电子通信与教学事业的发展，示波器的应用越来越广泛，在教学中的作用也越来越重要。它可以测量信号的幅度、频率以及波形等多种参数。然而，高精度的示波器价格昂贵，对于非盈利的教学机构来说并不合适。因此，提出了一种以单片机为控制核心的简易示波器设计方案。该方案包括前向控制部分、数据采集和存储部分、51单片机控制部分以及按键与MS12864R显示部分组成。
     
  • 基于AT89C51的简易数字液晶存储示波器
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    本项目设计了一种基于AT89C51单片机的简易数字液晶存储示波器，能够实时采集并显示电信号波形，并具备数据存储功能。适用于教学和实验场合。 这段资料包括Keil源程序、硬件连接图、设计报告、PCB源程序以及测试程序（包含AD采样、SRAM存储、液晶显示及测频功能）。
     
  • 基于FPGA的数字存储示波器显示技术研究
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    本研究聚焦于利用FPGA技术开发高效的数字存储示波器显示方案，旨在提升信号捕捉与分析能力，推动电子测试仪器的技术进步。 摘要：本段落主要探讨了一种FPGA与LCD结合的显示控制技术。该技术利用FPGA直接生成LCD所需的显示控制信号来管理数据传输和屏幕显示过程，相比于传统的采用专用芯片的方法，它能够提升CPU的工作效率、简化数据采集系统的结构并降低制造成本。这项技术已经在100 MHz数字存储示波器中得到了成功应用。 关键词：数字存储示波器；FPGA；LCD；显示 引言： 液晶显示器（LCD）由于其低功耗、小体积和超薄设计，以及在图像展示上的无几何失真特点而被广泛应用。与传统显示屏相比，它没有中心与边角的色差及画面变形问题。此外，现场可编程门阵列(FPGA)芯片具备高密度集成度、小型化封装形式、低能耗特性等优点，在显示技术领域展现出强大的应用潜力。
     
  • 数字存储示波器的电子设计
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    本项目旨在探讨和实现数字存储示波器的核心电子设计方案，包括信号采集、处理及显示技术，致力于提升设备性能与用户体验。 数字存储示波器设计涵盖了示波器的工作原理及其电路图。
     
  • 虚拟数字示波器（基于LabVIEW）
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    本作品为一款基于LabVIEW开发的虚拟数字示波器，提供高效、便捷的信号采集与分析功能，适用于电子工程领域的教学及科研。 本项目旨在设计一款虚拟示波器（包括简易版和复杂版），无需依赖外部设备。通过LabVIEW内置的信号发生VI功能，可以生成各种类型的波形，并且可以通过上位机软件对这些波形进行分析。该项目可以直接运行。
     
  • 嵌入式数字存储示波器的设计
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    本项目致力于开发一款高性能嵌入式数字存储示波器，采用先进的硬件架构与软件算法，旨在满足现代电子测量需求，提供高精度、多功能的测试解决方案。 本段落提出了一种基于FPGA和STM32的嵌入式数字存储示波器设计。该系统以STM32作为控制核心，利用FPGA进行数据采集与处理，并完成了外部信号的传输功能，实现了对存储示波器的数据处理需求。