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工程師電子制作故事：數字示波器diy設計(編輯修改稿)

2026-04-22 06:09 本頁面

　

【文章內容簡介】成，電路設計簡單，調試也很簡單。整個示波器我覺得最難的應該是程序，也就是軟件方面。軟件承擔著該示波器的所有數據處理和控制任務，包括 AD 采樣控制、水平掃速控制、垂直靈敏度控制、顯示處理、峰峰值測量、頻率測量等任務。為了提高性能，這個示波器使用了兩片單片機，分別用于顯示和控制，所以程序的設計還要考慮兩個單片機之間的通信問題，這些在文章的各章節都會有詳細的描述和解釋。通過這個示波器的制作，你將會了解很多東西，比如如何用運算放大器設計組合放大電路、高速 AD 轉換器的應用、 FIFO 存儲器的應用、 AVR單片機 SPI總線接口協議以及高分辨率點陣液晶顯示器的驅動等內容，這些內容對于別的電子設計也是非常有用的。第三篇：簡易數字存儲示波器設計合肥工業大學課程設計實驗報告題目：簡易數字存儲示波器設計學院：專業：姓名：學號：指導老師：目錄一、概述第二頁 3．背景介紹二、設計方案與電路實現第四頁 Quartus軟件，編寫 .v 文件及 Quartus軟件仿真，描述電路性能的波形等參數、結論三、心得體會第九頁四、參考文獻第九頁一、概述（ 1）課程設計的題目及要求：簡易數字存儲示波器設計 .： FPGA實現數字存儲示波器 . FPGA控制 ADC對一路模擬信號采樣 ,采樣數據暫存于 RAM 中 . FPGA 將 RAM 中的數據讀出 ,并控制DAC 輸出給示波器顯示 . . GW48PK2系統 ,編寫程序在 FPGA上實現并加以驗證 . （ 2）課程設計目的 1．通過本次課程設計掌握 Quartusm及 modelsim軟件的運用 2．掌握數字信號處理的原理方法與實現的過程，學習查找資料和運用所學知識解決實際問題的能力的能力會獨立思考（ 3）背景介紹數字存儲示波器有別于一般的模擬示波器，它是將采集到的模擬電壓信號轉換為數字信號，由內部微機進行分析、處理、存儲、顯示或打印等操作。這類示波器通常具有程控和遙控能力，通過 GPIB 接口還可將數據傳輸到計算機等外部設備進行分析處理。數字存儲示波器的基本原理如圖所示，其工作過程一般分為存儲和顯示兩個階段。在存儲階段，首先對被測模擬信號進行采樣和量化，經 2A/D 轉換器轉換成數字信號后，依次存入 RAM 中，當采樣頻率足夠高時，就可以實現信號的不失真存儲。當需要觀察這些信息時，只要以合適的頻率把這些信息從存儲器 RAM 中按原順序取出，經 D/A 轉換和LPE 濾波后送至示波器就可以觀察的還原后的波形。普通模擬示波器 CRT 上的 P31 熒光物質的余輝時間小于 1ms。在有些情況下，使用 P7 熒光物質的 CRT 能給出大約 300ms 的余輝時間。只要有信號照射熒光物質， CRT 就將不斷顯示信號波形。而當信號去掉以后使用 P31材料的 CRT 上的掃跡迅速變暗，而使用 P7 材料的 CRT 上的掃跡停留時間稍長一些。那么，如果信號在一秒鐘內只有幾次，或者信號的周期僅為數秒，甚至信號只猝發一次，那又將會怎么樣呢？在這種情況下，使用我們上面介紹過的模擬示波器幾乎乃至于完全不能觀察到這些信號。所謂數字存儲就是在示波器中以數字編碼的形式來貯存信號。當信號進入數字存儲示波器，或稱 DSO 以后，在信號到達 CRT 的偏轉電路之前（圖 1），示波器將按一定的時間間隔對信號電壓進行采樣。然后用一個模 /數變換器（ ADC）對這些采樣值進行變換從而生成代表每一個采樣電壓的二進制字。這個過程稱為數字化。獲得的二進制數值貯存在存儲器中。對輸入信號進行采樣的速率稱為采樣速率。采樣速率由采樣時鐘控制。對于一般使用情況來說，采樣速率的范圍從每秒 20 兆次（ 20MS/s）到 200MS/s。存儲器中貯存的數據用來在示波器的屏幕上重建信號波形。所以，在 DSO 中的輸入信號接頭和示波器 CRT 之間的電路不只是僅有模擬電路。輸入信號的波形在 CRT 上獲得顯示之前先要存貯到存儲器中，我們在示波器屏幕上看到的波形總是由所采集到數據重建的波形，而不是輸入連接端上所加信號的直接波形顯示。二、設計方案與電路實現數字存儲示波器與模擬示波器不同在于信號進入示波器后立刻通過高速 A/D 轉換器將模擬信號前端快速采樣，存儲其數字化信號。并利用數字信號處理技術對所存儲的數據進行實時快速處理，得到信號的波形及其參數，并由示波器顯示，從而實現模擬示波器功能，而且測量精度高。還可存儲信號，因而，數字存儲示波器可以存儲和調用顯示特定時刻信號。計數器模塊采用和 A/D同步時鐘，通過寫使能 wren 控制 A/D 采樣，當wren=1時，處于與采樣允許階段，每一個時鐘周期 A/D 采集一次數據，每經過一個采樣周期地址計數器加一，產生一次地址鎖存，并把數據鎖存到 RAM中。 ①內含 S/H； ②為半閃爍結構（ flash)，兩個 4bit 并行 A/D 組合為 8bit，轉換速率 20Ms/s；③輸入信號 +（ 0– 2） V；④基準電壓 +2V 等等 TLC5510 內部電路結構 4 quartus軟件，編寫 .v 文件（ 1）頂層模塊 modulereserve(clk,key1,trag,adin,dout)。 input[7:0]adin。inputclk,key1。 output[9:0]trag。output[9:0]dout。 wire[9:0]trag。wire[9:0]dout。wire[9:0]Q1。wire[7:0]md。wire[7:0]din。 reg[9:0]t。 assigndout={md[7:0],239。b00}。assigntrag=Q1。 countcount(.q1(Q1),.clock(clk))。 5adad(.ADIN(adin),.DIN(din),.CLK(clk))。 dpramdpram(.data(din),.wren(key1),.q(md),.address(Q1),.inclock(clk))。endmodule （ 2）計數器模塊 modulecount(clock,q1)。inputclock； output[9:0]q1。 reg[9:0]t。 always@(posedgeclock)begint 第四篇：數電課程設計數字電子鐘的設計與制作一、設計目的數字電子技術是工科專業的一門專業基礎課，該課程理論與實踐聯系

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