Zynq FPGA在电阻电容测量系统中的应用

"这篇文档是关于使用Xilinx Zynq 7000系列FPGA构建的电阻电容自动测量系统的详细介绍。系统包括模拟和数字电路部分，利用FPGA进行数据处理、算法调度以及串口调试，通过DAC生成频率可调的正弦波形，ADC进行高精度电压测量，并在LCD上动态显示测量结果。" 本文档首先介绍了项目概述，指出该测量系统在26天内完成，实现了频率可调正弦波输出、高精度电压测量、测量算法、数据动态显示及UART串口调试等功能。电阻的测量精度可达±5%，电容的测量精度可达±30%，满足日常使用需求。 接着，文档详细阐述了项目的工作原理。系统框图展示了PS（Processing System）部分、DAC、ADC、LCD和模拟电路的组成部分。PS处理数据、调度算法和串口调试；DAC接收PS的数据生成正弦波；ADC负责初始化、自校准和SPI读取；模拟测试电路用于连接被测电阻电容。 2.2章节介绍了模拟测试电路的原理，该电路由DAC产生的正弦波驱动，通过电容和电阻形成LC网络，测量电容和电阻的值。2.3至2.5节分别讨论了频率可调正弦波的生成、电压数据的高精度测量方法以及测量算法的实现。2.6节涉及数据的动态显示，可能包括实时数据显示在LCD上的设计和实现。 2.7节提到了ARM核的配置以及UART串口调试的设置，这部分可能涉及到Zynq SoC中的嵌入式处理器如何与FPGA逻辑交互以及调试接口的配置。 在后续章节中，作者列出了项目中遇到的挑战和解决方案，例如IP核封装、AXI总线通信和ADC的SPI时序问题，这些都是FPGA设计中常见的技术难点。同时，指出了项目有待改进的地方，包括直流测电阻模式、提高ADC采样率、开发ADC双通道以及扩大电感量程。 最后，项目总结回顾了整个系统的顶层电路设计，数据测量流程，并指出了一些关键组件如LCD的使用情况。通过这个项目，可以学习到FPGA在信号生成、数据采集、处理和显示方面的综合应用，以及在硬件系统设计中解决实际问题的方法。