工程師電子制作故事：數(shù)字示波器diy設(shè)計(編輯修改稿)
2025-04-22 06:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 成，電路設(shè)計簡單，調(diào)試也很簡單。整個示波器我覺得最難的應(yīng)該是程序 ，也就是軟件方面。 軟件承擔(dān)著該示波器的所有數(shù)據(jù)處理和控制任務(wù)，包括 AD 采樣控制、水平掃速控制、垂直靈敏度控制、顯示處理、峰峰值測量、頻率測量等任務(wù)。為了提高性能，這個示波器使用了兩片單片機(jī)，分別用于顯示和控制，所以程序的設(shè)計還要考慮兩個單片機(jī)之間的通信問題，這些在文章的各章節(jié)都會有詳細(xì)的描述和解釋。 通過這個示波器的制作，你將會了解很多東西，比如如何用運(yùn)算放大器設(shè)計組合放大電路、高速 AD 轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用、 FIFO 存儲器的應(yīng)用、 AVR單片機(jī) SPI總線接口協(xié)議以及高分辨率點(diǎn)陣液晶顯示器的驅(qū)動等內(nèi)容，這些內(nèi)容對于別 的電子設(shè)計也是非常有用的。 第三篇：簡易數(shù)字存儲示波器設(shè)計 合肥工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計實(shí)驗報告 題目：簡易數(shù)字存儲示波器設(shè)計學(xué)院：專業(yè)：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師： 目錄 一、概述 第二頁 3．背景介紹 二、設(shè)計方案與電路實(shí)現(xiàn)第四頁 Quartus軟 件，編寫 .v 文件 及 Quartus軟件仿真，描述電路性能的波形等參數(shù) 、結(jié)論 三、心得體會 第九頁 四、參考文獻(xiàn) 第九頁 一、概述 （ 1）課程設(shè)計的題目及要求 ：簡易數(shù)字存儲示波器設(shè)計 .： FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字存儲示波器 . FPGA控制 ADC對一路模擬信號采樣 ,采樣數(shù)據(jù)暫存于 RAM 中 . FPGA 將 RAM 中的數(shù)據(jù)讀出 ,并控制DAC 輸出給示波器顯示 . . GW48PK2系統(tǒng) ,編寫程序在 FPGA上實(shí)現(xiàn)并加以驗證 . （ 2）課程設(shè)計目的 1．通過本次課程設(shè)計掌握 Quartusm及 modelsim軟件的運(yùn)用 2．掌握數(shù)字信號處理的原理方法與實(shí)現(xiàn)的過程 ，學(xué)習(xí)查找資料和運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力 的能力 會獨(dú)立思考 （ 3）背景介紹 數(shù)字存儲示波器有別于一般的模擬示波器，它是將采集到的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由內(nèi)部微機(jī)進(jìn)行分析、處理、存儲、顯示或打印等操作。這類示波器通常具有程控和遙控能力，通過 GPIB 接口還可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)等外部設(shè)備進(jìn)行分析處理。 數(shù)字存儲示波器的基本原理如圖所示，其工作過程一般分為存儲和顯示兩個階段。在存儲階段，首先對被測模擬信號進(jìn)行采樣和量化，經(jīng) 2A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，依次存入 RAM 中，當(dāng)采樣頻率足夠高時，就可以實(shí)現(xiàn)信號的不失真存儲。當(dāng)需要觀察這些信息時，只 要以合適的頻率把這些信息從存儲器 RAM 中按原順序取出，經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換和LPE 濾波后送至示波器就可以觀察的還原后的波形。 普通模擬示波器 CRT 上的 P31 熒光物質(zhì)的余輝時間小于 1ms。在有些情況下，使用 P7 熒光物質(zhì)的 CRT 能給出大約 300ms 的余輝時間。只要有信號照射熒光物質(zhì)， CRT 就將不斷顯示信號波形。而當(dāng)信號去掉以后使用 P31材料的 CRT 上的掃跡迅速變暗，而使用 P7 材料的 CRT 上的掃跡停留時間稍長一些。 那么，如果信號在一秒鐘內(nèi)只有幾次，或者信號的周期僅為數(shù)秒，甚至信號只猝發(fā)一次，那又將會怎么樣呢？在這種情況 下，使用我們上面介紹過的模擬示波器幾乎乃至于完全不能觀察到這些信號。 所謂數(shù)字存儲就是在示波器中以數(shù)字編碼的形式來貯存信號。當(dāng)信號進(jìn)入數(shù)字存儲示波器，或稱 DSO 以后，在信號到達(dá) CRT 的偏轉(zhuǎn)電路之前（圖 1），示波器將按一定的時間間隔對信號電壓進(jìn)行采樣。然后用一個模 /數(shù)變換器（ ADC）對這些采樣值進(jìn)行變換從而生成代表每一個采樣電壓的二進(jìn)制字。這個過程稱為數(shù)字化。 獲得的二進(jìn)制數(shù)值貯存在存儲器中。對輸入信號進(jìn)行采樣的速率稱為采樣速率。采樣速率由采樣時鐘控制。對于一般使用情況來說，采樣速率的范圍從每秒 20 兆次（ 20MS/s）到 200MS/s。存儲器中貯存的數(shù)據(jù)用來在示波器的屏幕上重建信號波形。所以，在 DSO 中的輸入信號接頭和示波器 CRT 之間的電路不只是僅有模擬電路。輸入信號的波形在 CRT 上獲得顯示之前先要存貯到存儲器中，我們在示波器屏幕上看到的波形總是由所采集到數(shù)據(jù)重建的波形，而不是輸入連接端上所加信號的直接波形顯示。 二、設(shè)計方案與電路實(shí)現(xiàn) 數(shù)字存儲示波器與模擬示波器不同在于信號進(jìn)入示波器后立刻通過高速 A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬信號前端快速采樣，存儲其數(shù)字化信號。并利用數(shù)字信號處理技術(shù)對所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時快 速處理，得到信號的波形及其參數(shù)，并由示波器顯示，從而實(shí)現(xiàn)模擬示波器功能，而且測量精度高。還可存儲信號，因而，數(shù)字存儲示波器可以存儲和調(diào)用顯示特定時刻信號。 計數(shù)器模塊采用和 A/D同步時鐘，通過寫使能 wren 控制 A/D 采樣，當(dāng)wren=1時，處于與采樣允許階段，每一個時鐘周期 A/D 采集一次數(shù)據(jù)，每經(jīng)過一個采樣周期地址計數(shù)器加一，產(chǎn)生一次地址鎖存，并把數(shù)據(jù)鎖存到 RAM中。 ①內(nèi)含 S/H； ②為半閃爍結(jié)構(gòu)（ flash)，兩個 4bit 并行 A/D 組合為 8bit，轉(zhuǎn)換速率 20Ms/s；③輸入信號 +（ 0– 2） V；④基準(zhǔn)電壓 +2V 等等 TLC5510 內(nèi)部電路結(jié)構(gòu) 4 quartus軟件，編寫 .v 文件（ 1）頂層模塊 modulereserve(clk,key1,trag,adin,dout)。 input[7:0]adin。inputclk,key1。 output[9:0]trag。output[9:0]dout。 wire[9:0]trag。wire[9:0]dout。wire[9:0]Q1。wire[7:0]md。wire[7:0]din。 reg[9:0]t。 assigndout={md[7:0],239。b00}。assigntrag=Q1。 countcount(.q1(Q1),.clock(clk))。 5adad(.ADIN(adin),.DIN(din),.CLK(clk))。 dpramdpram(.data(din),.wren(key1),.q(md),.address(Q1),.inclock(clk))。endmodule （ 2）計數(shù)器模塊 modulecount(clock,q1)。inputclock； output[9:0]q1。 reg[9:0]t。 always@(posedgeclock)begint 第四篇：數(shù)電課程設(shè)計數(shù)字電子鐘的設(shè)計與制作 一、設(shè)計目的 數(shù)字電子技術(shù)是工科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程理論與實(shí)踐聯(lián)系
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