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一、设计要求

二、系统架构设计

        本次基于FPGA的示波器设计主要技术要求包含以下内容：

        根据项目设计要求，将功能要求进行模块化，系统结构设计如图1所示。主要功能模块包括：

图1

        模块内部主要包含ADC9280驱动程序，以及DAC9708驱动程序，这两个模块较为常见，驱动程序简单。设计中ADC部分主要正确产生ad_clk，然后通过ad_clk对ad_data进行采样即可。有关DA驱动程序，设计中加入例如DDS内容，在ROM内部存储了正弦、三角、方波三种波形，波形可通过按键进行切换，频率、幅值均可调节。RTL级视图如图2所示。

图2

         模块主要功能：主要分为两部分，第一部分将物理按键利用边沿检测技术，完成对按键信息的处理，准确的获取按键的上升沿或者下降沿脉冲。RTL级视图如图3所示。

图3

             第二部分主要对液晶触摸按键信息进行正确的采集，如图4所示。

图4

        模块主要将ADC采集的信号进行缓存处理，然后结合LCD液晶显示的工作原理，完成量化处理，模块内部添加频率计，将采集信号的频率信息进行提取。同时还有采集信号的峰峰值、幅度等信息进行提取，输出给LCD液晶驱动模块。

图5

        该液晶模块为RGB565格式的显示模块，驱动程序RTL级视图如图6所示。模块主要将ADC采集的数据完成画波形操作，将采集的数据映射到LCD液晶上完成显示，例如采集正弦波信号，在液晶显示屏上要能够直观的看见正弦波波形。

        同时，结合液晶触摸按键，完成频率、幅值的刻度的增、减工作，实现波形的X\Y轴的调节工作。

图6

        本次设计使用黑金的开发板AX515，如图7，以及黑金配套的ADC/DAC模块AN108模块如图8，还有LCD液晶模块（液晶要求：RGB888/RGB565，4.3寸，分辨率：480*272，含触摸屏按键功能）。此处开发板和液晶模块不做硬性要求，只要开发板外设能够链接ADC模块和液晶模块即可。

 图7

图8

        功能测试过程中ADC采集的信号源是由板卡自身的DDS信号发生器提供，即DAC输出信号源直接介入ADC信号输入接口，DAC在线示波器SignalTap波形显示如图9所示，可以看见例化的三种波形工作均正常，输出选择可通过按键来进行选择。

图9

        如下图10，为ADC不接任何信号时的噪声采集展示图，

图10

        图11为ADC 接入DAC正弦波信号时的系统功能展示图，图中各种信息显示均正常。     

图11

        通过按键调节DAC输出波形幅值，ADC采集数据均有对应变化，系统功能初步验证完成，如图12所示。

图12

本文章只对设计架构和功能做简单的说明，程序具体实现内容较多，可自行下载对应程序进行深入学习理解，另外7寸液晶、VGA接口的配套例程均已调试通过，可私信进行具体问题具体交流。