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FPGA手持式数字存储示波器设计

时间:2020-03-26 10:08来源:毕业论文
采用STM32和大规模现场可编程逻辑器件FPGA双核心完成手持式数字存储示波器的设计。STM32单片机所有模拟和数字外设均可由用户固件使能/禁止和配置,主要完成控制、计算和显示等功能

摘要:手持式数字存储示波器是随着数字集成电路技术的发展而出现的新型智能化示波器,已经成为电子测量领域的基础测量仪器。随着新技术、新器件的发展,它正在向宽带化、模块化、多功能和网络化的方向发展。本文描述了采用STM32和大规模现场可编程逻辑器件FPGA双核心完成手持式数字存储示波器的设计。STM32单片机所有模拟和数字外设均可由用户固件使能/禁止和配置,主要完成控制、计算和显示等功能。FPGA是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点,采用高速ADC的方案,完成模拟信号的采集与转换,并通过FPGA发送给STM32进行分析和显示。课题完成了手持式数字存储示波器的设计并给出性能分析,结果符合课题要求。47037

Abstract:Portable digital storage oscilloscope is a new kind of intelligent oscilloscope,which is invented with the development of digital integrated circuit technology.Has become a basic measurement in the field of electronic measurement instruments.With the development of new technology and new devices, it is to broadband networks, modular, multi-function and network direction.This article describes the use STM32 and large scale field programmable logic device FPGA dual core to complete the design of the portable digital storage oscilloscope.STM32 microcontroller all analog and digital peripherals are made by user firmware enable/disable and configuration, main control, calculation and display functions.FPGA hsa been invented as application-specific integrated circuit (ASIC) in the field of a half a custom circuit , not only solved the custom circuit, and overcome the original programmable gate number limited device faults.The scheme of high-speed ADC complete analog signal acquisition and conversion, and sent via the FPGA to the STM32 analysis and display. The subjects completed the design of the portable digital storage oscilloscope and performance analysis are given, the results conform to the requirements of the subject.

目录

1 绪论1

  1.1论文的研究背景和意义-1

  1.2论文的研究内容2

2 主要原理与理论分析-2

  2.1数字存储示波器原理2

  2.2垂直分辨率与A/D位数关系-2

  2.3垂直灵敏度-2

  2.4等精度测频法原理-3

  2.5数字量与模拟量的转换3

  2.6扫描速度3

  2.7触发原理4

3 系统硬件设计

  3.1FPGA模块设计4

  3.2单片机模块设计实现5

  3.3ADC模块设计-5

  3.4整形电路模块设计6

4 系统软件程序设计-7

  4.1 FPGA软件程序设计7

  4.2单片机程序设计18

5 系统调试与误差分析27

  5.1测试仪器-27

  5.2测试结果-27

  5.3误差分析-30

6 结论30

参考文献

1 绪论

1.1论文的研究背景和意义

    从第一台商品示波器上市到今天,已经有六十多年的历史。1972年第一台数字存储示波器诞生,它对示波器的发展产生了重大影响。

现如今国际上,示波器行业主要有美国的泰克,力科,安捷伦,HP等公司,日本有岩崎,日立,建伍等。台湾地区有固维等几十家制造商,他们的产品占据了国际示波器市场的绝大多数份额。这些公司的产品基本反映了国外示波器技术的发展历程、现状和趋势。

目前国内市场上流通的示波器大多是外国产品,我国目前在数字示波器生产领域基本处于起步阶段。

北京普源精电科技有限公司是目前国内唯一以自主知识产权生产数字存储示波器的企业,主要产品是台式数字存储示波器和虚拟仪器系列。2004年2月18日他们自主开发的DS5000系列数字存储示波器打破了国外产品一统天下的局面,推动了国产仪器数字化发展。 FPGA手持式数字存储示波器设计:http://www.lwfree.com/tongxin/lunwen_48959.html

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