基于fpga的數(shù)字示波器(參考版)
2025-06-27 15:42本頁面
【正文】 [1] FPGA的數(shù)字示波器[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，第24期:5557[2]郭海麗,[J]電子元器件應(yīng)用,2007,9(7):2227.[3]陳政,孫偉波,[J]哈爾濱軸承,2009,30(1):2528.[4][J]宜春學(xué)院學(xué),2003,25(6):6267.[5]：從電路到系統(tǒng)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014：227325.[6] II內(nèi)核的FPGA電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè),2010.[7].[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.。不過成功后卻能學(xué)到更多知識(shí)，提高技能。VGA不僅僅是要搭載到總線，還要進(jìn)行一些軟件層的驅(qū)動(dòng)，工作量很大。為了完成FIFO的功能，使用了FIFO的IP核，搭載到總線，進(jìn)行各種嘗試后終于成功了。然而了解這些還是不夠，外設(shè)要運(yùn)用到NIOS，還需要底層的驅(qū)動(dòng)程序，底層驅(qū)動(dòng)程序的編寫還要聯(lián)系上Avalon總寫的一些讀寫使能信號(hào)，所以說，這一開始想要實(shí)現(xiàn)需要更多知識(shí)的填充。這些對(duì)于新手來說都是比較難的知識(shí)，對(duì)于我們來說尤其是這樣。要想達(dá)到上面的要求，就是要把外設(shè)掛載到總線上來。 使用NIOS開發(fā)，最大的問題就是在于學(xué)習(xí)如何去搭建內(nèi)核，去使用函數(shù)操作寄存器，一開始最大的難點(diǎn)就是使用外設(shè)。對(duì)于數(shù)據(jù)的處理，有幅度檢測(cè)，利用對(duì)FIFO中的每組512個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行差值，取出最大差值，然后按照一定的函數(shù)關(guān)系計(jì)算出所測(cè)信號(hào)的電壓峰峰值。實(shí)踐之中，也遇到其他科考試和課設(shè)的襲擊，但小組團(tuán)隊(duì)合作的力量很強(qiáng)大，我們盡可能的做出如我們一開始在課上所做的學(xué)習(xí)方案中提出的要求指標(biāo)，雖說有點(diǎn)遺憾，未能全部實(shí)現(xiàn)，我們還是能從中學(xué)習(xí)到很多，關(guān)于書中的實(shí)驗(yàn)，在這次實(shí)踐下，有了更深刻的理解，不再是那枯燥無味的簡(jiǎn)單操作。在對(duì)老師給的參考項(xiàng)目了解下，選擇較為合適的設(shè)計(jì)方式，基于我們學(xué)過嵌入式編程課程和實(shí)踐鍛煉，我們決定使用軟硬結(jié)合設(shè)計(jì)此次課設(shè)，合理分工，利用Verilog編程建立相應(yīng)的硬件模塊，進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)存儲(chǔ)和處理。但很慶幸課上老師的講解和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練下，我們對(duì)FPGA開發(fā)板有了個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)使用IP核、使用內(nèi)嵌的軟核、基于NIOS的編程系統(tǒng)等。其配件資源也機(jī)器豐富，在課程的學(xué)習(xí)下，我們決定以設(shè)計(jì)數(shù)字示波器為我們這次的課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，需用到A/D轉(zhuǎn)換功能，即便價(jià)格不低，老師還是提供了給我們相應(yīng)配套開發(fā)板的AD轉(zhuǎn)換板，方便直接使用和學(xué)習(xí)。Id:中斷優(yōu)先級(jí)圖（一）單通道、通道一輸入500kHz的正弦波信號(hào)，圖（二）打開雙通道、顯示通道一輸入500kHz、幅值位1Vpp的正弦波信號(hào)圖（三）通道一輸入500kHz、通道二輸入500kHz、幅值位1Vpp的正弦波信號(hào)圖（三）通道一輸入500kHz、幅值位1Vpp的正弦波信號(hào)通道二輸入500kHz、圖（四）兩個(gè)通道分別輸入正弦波和三角波的情況圖（五）輸入正弦波和方波的情況 15. 總結(jié) FPGA是一個(gè)極其強(qiáng)大能力的芯片，如同一塊白板，展現(xiàn)設(shè)計(jì)者所想，在這次課設(shè)中也深刻感受到他的魅力。它與普通函數(shù)的定義沒有什么區(qū)別，只是對(duì)ISR的函數(shù)原型有特定的要求：Void ISR_handler(void* context,alt_u32 id)。注意：如果第三個(gè)參數(shù)不是NULL，則該優(yōu)先級(jí)中斷在注冊(cè)成功后自動(dòng)使能。Id:中斷優(yōu)先級(jí)，即表明所注冊(cè)的ISR是為哪個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)的，中斷優(yōu)先級(jí)在SOPC BUILDER中分配。還有就是用來產(chǎn)生VGA刷新的標(biāo)志。 // rx_buf是目標(biāo)地址其中通過alt_dma_txchan_ioctl，alt_dma_rxchan_ioctl還可以設(shè)置每次發(fā)送和接收的字節(jié)數(shù)。 // 打開接收通道alt_dma_rxchan_ioctl(rx, ALT_DMA_RX_ONLY_ON, (void *)source_addr)。 // tx_buf是源地址這種情況下只要打開接收通道，而且源地址是固定的，目標(biāo)地址是自增的。 // 打開發(fā)送通道alt_dma_txchan_ioctl(tx, ALT_DMA_TX_ONLY_ON, (void *)dst_addr)。這種情況下只要打開發(fā)送通道，而且源地址是自增的，目標(biāo)地址是固定的。//打開接收通道dma_res = alt_dma_rxchan_prepare(rx, rx_buf, 32, dma_done, NULL)。//打開發(fā)送通道dma_res = alt_dma_txchan_send(tx, tx_buf, 32, NULL, NULL)。這種情況下需要同時(shí)打開發(fā)送通道和接收通道，而且源地址和目標(biāo)地址都是自增的。所以DMA方式能滿足高速I/O設(shè)備的要求，也有利于CPU效率的發(fā)揮。在數(shù)據(jù)傳送過程中，沒有保存現(xiàn)場(chǎng)、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)之類的工作。而DMA方式能使I/O設(shè)備直接和存儲(chǔ)器進(jìn)行成批數(shù)據(jù)的快速傳送，而不需CPU干預(yù)。這些設(shè)備傳輸字節(jié)或字的速度非?？?。采集存儲(chǔ)系統(tǒng)的作用是將A/D變換后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)部RAM中，其控制邏
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