基于单片机与FPGA的简易逻辑分析仪设计

"这篇资源是关于国赛一等奖项目——简易逻辑分析仪的详细介绍，涵盖了设计思路、原理图、程序设计及实现方法。该设备由数据信号发生器、程控逻辑门限设定、数据采集等模块构成，利用AT89C55单片机和FPGA（ACEX1K50）作为核心控制器，实现了智能化和人性化的操作。" 在设计这个简易逻辑分析仪的过程中，团队对比了三种不同的方案。方案一是使用单片机作为系统控制核心，但由于单片机的工作速率限制，可能无法满足高速数据采集和稳定显示的需求。方案二是采用CPLD/FPGA，虽然能提供高速工作，但在用户交互界面方面存在挑战。最终，他们选择了方案三，即结合单片机和FPGA，这样可以兼顾控制灵活性和高速数据处理，同时也能够实现良好的用户交互。 系统设计方案中，单片机负责人机界面、系统控制和触发控制，而FPGA则处理8路TTL数据的采集和示波器的显示。通过总线结构和双口RAM，确保了数据传输的稳定性和可靠性。系统框图清晰地展示了这一架构。 在理论分析部分，设计者详细计算了多级逻辑门限设定。根据题目要求，逻辑门限电压需在0.25V到4V之间以16级变化，这涉及到了等差数列的计算，确保电压等级间的步长均匀分布。 该资源对于理解逻辑分析仪的设计原理，以及如何结合单片机和FPGA实现复杂电子系统的控制具有重要价值，是学习嵌入式系统设计和数字电路分析的宝贵参考资料。同时，它也展示了在实际工程问题中如何进行方案选择和优化，对于提高学生的实践能力和创新思维大有裨益。