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《电子科技大学》 2005年
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基于SOPC技术的手持式数字存储示波表硬件设计

郭志勇  
【摘要】:介绍了一种基于可编程片上系统(System On Programmable Chip,以下简称SOPC)技术的手持式数字存储示波表的硬件实现方案。在对示波器工作原理和系统结构分析后,通过在FPGA 中植入嵌入式系统处理器作为核心控制电路,利用FPGA中的可编程逻辑资源和IP软核来构成该嵌入式系统处理器的接口功能模块,借助于Avalon 总线,实现对外围模拟通道、高速A/D 转换器、RAM、LCD显示器、键盘等硬件的控制。阐述了示波表系统的整体设计框架和各个模块的具体设计电路,其中包括模拟通道部分、数字控制部分、电阻测量部分、电源供电部分、人机交换部分等。 针对示波表系统具体所完成的各种功能用途,文章着重讨论了示波表系统的核心部分,即基于SOPC 技术的数字控制部分在完成具体功能方面所起到的关键作用和实现电路。特别是在示波表数据采集、工作方式、触发模式、运行模式、时基幅基控制、LCD 显示等方面,如何充分合理利用FPGA 的特点,及其与软核CPU 协调工作方面,进行了较为详细的介绍。针对示波表系统设计中关于带有触发点位置的数据采集存储的技术难点问题,本文提出了环形FIFO 设计思想,实现了完全由FPGA 对数据进行采集存储的方案,这样既保证了信号的稳定触发,又实现了数据的快速采集存储,简化了软件的设计,提高了系统性能。 本文设计的系统硬件和相关的软件程序很好地实现了手持式数字存储示波表的信号自动手动测量、波形和变量存储、电阻测量等功能。由于SOPC 技术具有芯片体积小、易编程、运行速度快、稳定性高;软件设计灵活、开发周期短等特点,在便携式设备开发中具有广泛的应用前景。由本文设计的数字示波表系统结构为其它便携式设备开发者提供了一个很好的设计实例。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM935.3

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李娟;基于SOPC技术的电缆故障测距系统的研究[D];上海交通大学;2007年
2 杨玉峰;ACM程控测试系统设计及其SoPC实现[D];电子科技大学;2007年
3 王俊雄;基于FPGA及NIOS的嵌入式系统应用研究[D];西南交通大学;2006年
【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
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9 李晓东;加油站计算机自动管理系统[D];四川大学;2001年
10 杨丽;基于VXI总线的数据采集模块的研究[D];南京航空航天大学;2002年
【同被引文献】
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3 魏书宁,龚仁喜,刘珺;电缆故障测试仪硬件的设计和实现[J];电测与仪表;2004年12期
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10 付保川,班建民,陆卫忠,刘文亮;基于嵌入式Web的远程监控系统设计[J];微计算机信息;2005年10期
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1 曹军;基于PCI总线的高速数据采集卡的研制[D];西南交通大学;2002年
2 黄忠涛;基于Nios软核处理器的嵌入式系统设计[D];西南石油学院;2004年
3 薛以辉;基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现[D];国防科学技术大学;2003年
4 彭丽;10kV/35kV电子式电压/电流互感器研究[D];华中科技大学;2004年
5 唐路;基于SOPC技术的手持数字示波表软件设计与实现[D];电子科技大学;2005年
6 梁颖;基于USB和FPGA技术的高性能数据采集模块的设计与实现[D];四川大学;2005年
7 张小平;基于SOPC的谐波分析仪的设计[D];江苏大学;2005年
8 罗钢;SOPC技术在雷达目标识别系统设计中的应用[D];国防科学技术大学;2004年
9 苏吉文;基于SOPC的一种数码相机的设计方案[D];重庆大学;2005年
10 张丽云;计算机接口实验平台的研制与开发[D];北京交通大学;2007年
【二级引证文献】
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7 韩国泰;;可编程复杂电子硬件的内置自测试设计[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
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2 万洪丹;吉比特无源光网络(GPON)和光网络终端(ONT)关键技术研究[D];南京理工大学;2007年
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