基于FPGA的100MHz数字存储示波器设计

"这篇硕士学位论文详细探讨了基于FPGA的数字存储示波器的设计，作者李世文在2009年完成了这项研究，专业为电路与系统，导师为潘中良。该研究旨在设计一款具有100MHz带宽的数字存储示波器，涉及FPGA、DSP和单片机的集成应用。" 正文: 数字存储示波器在电子测量领域具有举足轻重的地位，其广泛应用于各种信号的检测与分析。本文的核心是设计一个基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的数字存储示波器，这种设计方式具备高度灵活性和可升级性。FPGA允许自定义逻辑电路，使得示波器可以根据实际需求进行定制和优化。 在硬件设计部分，信号首先通过前端调理电路，包括衰减电路和放大电路，将输入信号调整至适合ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）的输入范围。ADC将模拟信号转换为数字信号，然后送入FPGA。在FPGA内部，数据被存储在FIFO（First-In-First-Out，先进先出）内存中，同时FPGA还包含了触发系统、峰值检测电路以及时基电路等关键组件。 DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）承担着从FIFO中提取数据并执行处理的任务，如滤波和波形重建的插值算法。得益于DSP的高速运算能力，这些计算可以高效完成。处理后的数据通过DSP的多缓冲串口传输给单片机，单片机负责将数据在LCD显示屏上显示，并管理键盘和其他用户交互功能。 软件方面，主要完成了各种初始化驱动程序的编写，包括FLASH驱动、LCD驱动、DSP串口初始化以及FPGA初始化等，确保系统各部分能够协同工作。 此设计选择FPGA作为核心，是因为它提供了高度的灵活性，使得示波器的设计可以根据需求进行调整和扩展。例如，外围电路可以进一步拓展以增加更多功能。关键词包括DSP、FPGA、单片机、数字存储示波器和LCD，这些都是构成示波器的关键技术元素。这样的设计方法不仅在学术上有深远的理论价值，而且在实际应用中具有很强的实用性和创新性。