FPGA控制高速ADC存储示波器设计实践

"可编程逻辑设计实践2010" 这篇文档主要介绍了一门关于可编程逻辑设计的实践课程，其目标是让学生掌握利用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）进行设计的技术，特别是与高速A/D（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）存储示波器相关的应用。课程设计要求学生从提供的四道题目中选择一题，其中1、2题允许两人合作，而3、4题则需独立完成。设计成果将通过设计报告和实物测试来评估，报告内容需包含设计目标、原理、总体设计、具体设计、测试结果以及设计结论和改进。报告的原创性非常重要，雷同率超过10%将被视为不及格。 课程设计中的一道具体题目是高速A/D存储示波器，旨在让学生熟悉FPGA控制高速ADC、示波器显示控制等技术。该设计包括以下几个关键部分： 1. 模拟数据的采样：使用A/D采样控制器，由FPGA控制ADC对模拟信号进行采样。 2. 数字形式存储：将ADC转换后的数字数据存储到FPGA内部的双口RAM中。 3. 存储数据的回放：通过地址发生计数器产生的地址信号，从RAM读取数据并经由D/A（Digital-to-Analog Converter，数模转换器）送至示波器的Y端。 4. 模拟形式显示：同时，地址发生计数器的分频信号生成锯齿波，经过另一个D/A转换后输入示波器的X端，实现时间轴的扫描。 设计结构主要包括以下功能模块： 1. 地址发生计数器：生成RAM的读写地址，控制数据的读取顺序。 2. 双口RAM：提供读写功能，用于存储采样的模拟信号数据。 3. A/D采样控制器：协调A/D转换过程，将模拟信号转化为数字信号并存储。 4. 分频器：将地址发生计数器的输出分频，生成用于X轴显示的锯齿波信号。 通过这样的课程设计，学生将深入理解可编程逻辑器件在实际应用中的作用，以及如何结合其他电子元件如ADC、DAC和示波器进行系统集成和调试，这有助于提升他们在数字电子设计领域的实践能力。