基于单片机与FPGA的经济型数字存储示波器设计

本文档探讨了基于单片机和FPGA的简易数字存储示波器的设计与实现。首先，文章强调了数字存储示波器相较于传统模拟示波器的优势，如高精度、存储功能和低功耗，特别是在电子测量领域中的广泛应用和重要性。然而，当前我国市场上的高性能数字存储示波器主要依赖进口，成本高昂，这促使了对低成本、易用型数字存储示波器的研究。 在系统设计中，关键组件包括单片机作为核心控制器，它负责系统管理与指令执行；FPGA则利用其可编程逻辑功能，实现了高速A/D实时采样，确保信号不失真。12位的高速A/D转换器AD9220被选用于采样，最大速率可达10MHz，确保了对高频信号的准确捕捉。 双踪显示功能通过模拟开关选择性地让两路信号进入采样电路，同时存储在同一个存储器的不同地址，有效地降低了硬件复杂度，并简化了系统调试过程。FPGA内部的软件触发机制使得触发电平设置灵活，能够有效抑制比较器产生的毛刺，提高了触发的稳定性和准确性。 波形显示位置的调节是另一个重要方面，文中提到可以通过控制FPGA内部的双口RAM来调整行扫描的起始地址，以适应不同的观察需求。这种精细的调节能力增强了示波器的灵活性和用户友好性。 本设计通过巧妙地结合单片机和FPGA，实现了功能完善、稳定性高的简易数字存储示波器，为电子竞赛和仪器仪表类应用提供了实用且经济的解决方案。这一设计不仅满足了国内市场需求，也推动了国产示波器技术的发展，具有较高的实用价值和研究意义。