2003年全国大学生电子设计竞赛一等奖：简易逻辑分析仪设计

"该文介绍了2003年全国大学生电子设计竞赛中获得全国一等奖的简易逻辑分析仪项目，该项目采用MCS-51系列单片机AT89C52作为人机交互核心，XILINX公司的FPGA-XC2S100E作为控制和数据处理核心，能够实现8路数字信号的采集、存储和显示，并具备触发功能。" 文章内容详细说明: 全国大学生电子设计竞赛是一个旨在培养和展示大学生创新能力和团队协作精神的平台。在这个项目中，参赛者设计了一款简易逻辑分析仪，该仪器在2003年的竞赛中荣获全国一等奖。逻辑分析仪是一种用于测试和调试数字电路的设备，它能够捕获并显示数字信号的状态，帮助工程师理解系统的工作行为。 在设计过程中，团队考虑了多种方案。首先，他们探讨了数字信号发生器的实现方法。方案一是使用通用数字IC和555定时器，但这种方法电路复杂，时钟频率稳定性差，且操作不便。相比之下，方案二是利用可编程逻辑器件（如FPGA）和VHDL语言，可以实现更高效、灵活的信号发生器，因此被选定。 接着，团队对逻辑分析仪的设计进行了讨论。方案一采用了双MCU架构，两片MCS-51系列单片机分别负责交互控制和信号采集，虽系统规模较小，但灵活性不足。方案二则依赖FPGA和嵌入式微处理器，虽然软件设计更简便，但硬件要求较高，且对于100Hz的采样频率，可能无法充分利用FPGA的优势。最终，团队选择了基于MCS-51单片机AT89C52和FPGA-XC2S100E的方案，兼顾了性能和成本。 所设计的逻辑分析仪能够对8路逻辑信号进行实时采集，具有较高的存储深度和分页显示功能，支持多级采样速率，适用于100kHz以下的序列时钟频率。其触发功能包括单级触发字和任意两通道的三级触发字，能够精确定位触发点和时间标志线。采用同步电路确保信号变化与时钟同步，提高了数据分析的准确性。 这个获奖项目展示了在电子设计中如何通过对比和选择合适的方案，结合单片机和FPGA技术，设计出满足特定需求的高性能逻辑分析仪。同时，它也体现了大学生在实际工程问题中应用理论知识和创新思维的能力。