基于fpga技术的虚拟数字存储示波器的设计

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1、基于FPGA技术的虚拟数字存储示波器的设计黄明金指导教师姓名及职称周建斌副教授李丽教授申请学位级别硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期论文答辩日期学位授予单位和日期成都理工大学(年月)答辩委评阅人2011年05月独创性声明IIIIIIIIIIIIIIIIIIIlY1959594本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盛都理王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位

2、论文作者签名：蠡精≤j2Jl1年‘月f兮日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解盛都理王太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权盛都堡兰太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)拿2011年l'月f罗日卟虱v砩Ru互氰：签名师签导者者作作文文论论位位学学摘要基于FPGA技术的虚拟数字存储示波器的设计作者简介：黄明金，男，1986年6月生，师从成都理工大学周建斌教授，2011年6月毕业于成都理工大学溺,Ji

3、L计量技术与仪器专业，获得工学硕士学位。虚拟数字存储示波器是日益发展成熟的虚拟仪器技术在示波器领域的一种具体应用实例，是数字存储示波器发展呈现多元化的一个重要分支。相比传统的数字存储示波器，虚拟数字存储示波器具有开发费用低，维护方便，节省成本等优点。但是在波形显示的实时性和仪器的整个性能方面，虚拟示波器具有其本身的缺陷。如何进一步提高虚拟示波器的性能，加快其下位机数据采集模块与上位机软件之间的传输速率，一直是虚拟示波器向前发展需要解决的问题本文介绍了一种基于FPGA技术的虚拟数字存储示波器的设计方案，主要阐述了虚拟数字存储示波器数据采集模块的软硬件以及上位机软件的设计实现。数据采集模块硬件设计

4、中选用了Actel公司推出的基于Flash架构的FPGA做为模块的主控制芯片，利用其内部集成的丰富的硬件资源和众多的可编程器件，减少了数字存储示波器FIFO控制电路和时钟产生电路的设计，降低了成本，提高了系统的集成度和抗干扰性，并且整个仪器的性能得到了增强。数据采集模块与上位机软件之间采用USB总线做为通讯总线，选用了SiliconLabs公司的C8051F340单片机做为USB通讯控制芯片，使得上位机与下位机的通讯速率得到了提高，波形显示的实时性得到了增强，编程易于实现，缩短了开发周期。上位机软件设计方面，采用VisualC++6．0做为软件的开发工具，界面更为友好，数据处理易于实现，软件开

5、发变得更为灵活。整个系统具有性能稳定可靠，功能易于升级与扩展，开发成本较低，波形数据处理灵活，体积较小等一系列优点，可广泛应用于实验室与教学活动当中，在数字存储示波器的低成本和低应用领域具有一定的应用前景和研究价值。关键词：虚拟示波器FPGAUSB通讯数据采集VisualC++6．0TechnologyinMeasuringandTestingTechnologiesandInstrumentsmajorandwasgrantedtheMasterDegreeinJune，2011．AbstractVkmalDigitalStorageOscilloscopeisallexampleofthe

6、virtualinstrumenttechnologywhichareappliedspecificallyinthefieldofoscilloscopeandhasbeendevelopedmaturely．Itisallimportantbranchofdiversifydi班alstorageoscilloscope．ComparedwimtraditionalDigitalStorageOscilloscopes，theVirtualD谤talStorageOscilloscopehasmanyadvantagessuchaslowdevelopmentcosts，easymaint

7、enanceandcostsavings．However,ithasitsownshortcomingsinreal—timewavedisplayandperformance．HowtoimproveperformanceandacceleratethetransmissionratebetweendataacquisitionmoduleandPCsoftwarehasbeenaproblem