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首页 >> 毕业论文(设计) >> 电子电工毕业论文(设计) >> 基于ARM、FPGA的数字示波器设计
基于ARM、FPGA的数字示波器设计
资料类别
   电子电工毕业论文(设计)
课程(专业)
  自动化
关键词
  数字示波器|FPGA
适用年级
  大学
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文件格式

  word
文件大小
  3953K
发布时间
  2020-02-14 15:27:00
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发布人   kj008

 内容简介:
   基于ARM、FPGA的数字示波器设计,毕业论文,共37页,15244字,附外文翻译等。
  摘要
  随着电子测试技术的不断发展,测试技术亦在不断提高,向着自动化、智能化、数字化的方向发展,以满足测试需求。数字示波器因具有自动刻度、波形数据存储分析、程序控制和自动测量等功能,正迅速全面替代模拟示波器,得到越来越广泛的应用。由于台式示波器体积大、成本高、不宜携带等缺点,在现场测试使用方面存在局限性,因此手持示波器逐渐走入人们的视野。
  本设计采用stm32芯片作为主控单元,通过FSMC总线协调控制FPGA、CPLD,进行信号检测、测量及液晶屏显示控制。对于不同输入信号,可以对采样率及衰减(放大)倍数进行调整,并将采集数据在液晶屏上显示。
  本文设计由以下4个方面组成:
  (1) 以stm32为核心设计数字示波器硬件平台及程序设计,完成了硬件设计及程序调试。使用FSMC总线协调控制FPGA,CPLD完成数据传输,结合按键进行相应功能选择。
  (2) 利用FPGA高速并行处理的特点,结合高速A/D转换芯片,完成信号采样、FIFO及触发功能,同时FPGA为CPLD提供时钟。使用EPCS16存储FPGA程序及配置,外接SDRAM存储AD采集数据。
  (3) 针对不同的信号幅值使用不同的衰减(放大)倍数,使信号幅值在ADC采样输入范围内,便于AD采样。针对不同频率信号使用不同的采样率,FPGA为高速AD芯片提供合适的时钟,合理利用资源。
  (4) TFT液晶屏作为用户端输出设备,使用GUI界面显示波形。由stm32控制CPLD读取高速静态RAM数据,进行刷屏操作,不占用单片机资源。
  关键词:数字示波器;FPGA;高速采样;信号测量
 
  目 录
  摘 要 I
  Abstract II
  引 言 1
  1 概述 3
  1.1 数字示波器 3
  1.2 相关问题的研究现状 3
  1.2.1 国外研究概况 3
  1.2.2 国内研究概况 4
  2 数字示波器原理 5
  2.1 模数转换器 5
  2.2 工作原理 5
  3 系统硬件方案设计 7
  3.1 电源设计 8
  3.2 单片机最小系统板 9
  3.3 信号调制电路 11
  3.3.1 AC/DC耦合电路 11
  3.3.2 衰减电路 11
  3.3.3 可变增益放大电路 12
  3.3.4 直流偏置调节 14
  3.4 触发电路 14
  3.5 AD转换 15
  3.6 FPGA系统电路 16
  3.6 人机交互 17
  3.6.1 TFT显示电路 17
  3.6.2 按键和LED 17
  4 系统软件方案设计 18
  4.1 软件设计模块及流程 18
  4.1.1 单片机主控程序 19
  4.1.2 系统控制模块 20
  4.1.3 数据通讯模块 20
  4.2 FPGA开发 21
  4.2.1 时钟驱动模块 21
  4.2.2 高速FIFO模块 22
  4.2.3 频率计算模块 23
  4.3 信号数据处理 23
  4.3.1 档位调整 24
  4.3.2 控制量调整 24
  4.3.3 电压参数计算 25
  4.4 TFT驱动 26
  4.4.1 显示缓存设计 26
  4.4.2 波形显示 26
  5 系统测试 27
  5.1 测试方案 27
  5.2 测试结果 28
  5.2.1 垂直灵敏度测试 28
  5.2.2 扫描速度测试 28
  5.2.3 波形对比测试 28
  5.2.4 系统测量误差测试 29
  结 论 30
  参 考 文 献 31
  致 谢 32

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