基于SOPC的數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，示波器在各個(gè)學(xué)科研究中得到廣泛應(yīng)用，是從事各種電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)的重要工具，也是科學(xué)研究和高等院校中應(yīng)用廣泛的通用儀器。目前研制出一種能夠滿足高等院?？蒲泻徒虒W(xué)要求的示波器是非常必要的。為此，本文設(shè)計(jì)了一種新的基于NIOSⅡ的嵌入式數(shù)字示波器。NIOSⅡ是一種基于FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯器件）開發(fā)的軟核CPU，它以代碼的形式固化在FPGA內(nèi)?？膳渲锰匦越o嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了更大的靈活性，可以說它為嵌入式系統(tǒng)的設(shè)

2、計(jì)提供了一種全新的思路。在對示波器工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析后，通過在FPGA中植入嵌入式系統(tǒng)處理器作為核心控制電路，利用FPGA中的可編程邏輯資源和IP軟核來構(gòu)成該嵌入式系統(tǒng)處理器的接口功模塊，借助于Avalon總線，實(shí)現(xiàn)對外圍模擬通道、高速A/D轉(zhuǎn)換器、RAM、顯示器、鍵盤等硬件的控制。針對示波器系統(tǒng)具體所完成的各種功能用途，文章著重討論了示波器系統(tǒng)核心部分，即基于SOPC技術(shù)的數(shù)字控制部分在完成具體功能方面所起到的關(guān)鍵作用和實(shí)現(xiàn)電路。

3、特別是在示波器數(shù)據(jù)采集、工作方式、觸發(fā)模式、時(shí)基幅基控制、LCD顯示等方面，如何充分合理利用FPGA的特點(diǎn)，及其與軟CPU協(xié)調(diào)工作方面，進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。針對示波器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中關(guān)于帶有發(fā)點(diǎn)位置的數(shù)據(jù)采集存儲的技術(shù)難點(diǎn)問題，本文提出了完全由FPGA對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集存儲的方案，這樣既保證了信號的穩(wěn)定觸發(fā)又實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速采集存儲，簡化了軟件的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)性能。
　　 本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件和相關(guān)的軟件程序很好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字存儲的信號自