基于单片机及cpld的数字存储示波器的研究与设计new

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1、北京交通大学硕士学位论文基于单片机及CPLD的数字存储示波器的研究与设计姓名：朱明强申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：侯建军20080601中文摘要摘要：示波器的发展在今天已经相当成熟，作为教师和工程师的好帮手，示波器被广泛地应用于电子测量教学及科研领域。基于单片机和CPLD的数字存储示波器技术，是一种低成本的数字示波器技术，并且具有操作简单，集成度高，灵活易用等优点，特别适合高校及科研院所的教学及工程测量应用。在传统示波器已经非常普及的今天，它的低成本也非常符合对传统示波器进行数字化改造的需求。基于此，我将通过学习和研究数字示波器的原理及构造，完成一台基于单片

2、机及CPLD技术的数字示波器的软硬件部分的设计和实现，提供了一种低成本的对传统示波器进行数字化改造的方案。本文介绍了数字存储示波器的基本概念及原理，描述了设计和实现一台低成本的基于单片机及CPLD技术的数字存储示波器(DSO)的硬件和软件部分的过程。此DSO具有双通道模拟信号输入及存储功能，相对较高的采样速率，较大的观测带宽，存储深度为2Kbits，记录时间可达8毫秒，模数转换分辨率为8位。其硬件部分主要由AD转换器、逻辑缓冲区、存储器和控制逻辑组成。控制逻辑是在复杂可编程逻辑器件(CPLD)上设计实现的。采用CPLD进行设计使硬件系统更具灵活性和可改进性。此DSO系统中

3、具有高级的触发模式(例如预触发)以及可选择的采样速率，使系统多样化、易用，且具有较好的实用性。其单片机软件部分在keiluVision的集成开发环境中用C语言写成的，CPLD软件部分在QuartusII开发环境中用VHDL语言写成。它们相互结合起来，设计了对采集的数据信号的读取和显示，用户并可以通过键盘来实现对DSO的控制，整体系统能够满足高校基础实验室的基本要求，为对传统示波器进行数字化改造提供了一种良好的低成本解决方案。本论文共有图54幅，表8幅，参考文献25篇关键词：数字存储示波器；单片机：CPLD：存储器；触发；印制电路板PCB分类号：TP219+．1ABSTRA

4、CTABSTRACT：Oscilloscopesinthedevelopmentoftodayarealreadyquitemature．Asagoodhelperfortheteachersandengineers，theoscilloscopeiswidelyusedintheal'eaofelectronicmeasuringforteachingandscientificresearch．ThedigitalstorageoscilloscopebasedonSCMandtheCPLD，isalow-costdigitaloscilloscopetechnolog

5、y,andissimple，integrated，easy-to—useadvantagesofflexibility,especiallyforuniversities，researchinstitutesandtheteachingofmeasurementapplications．Today,thetraditionaloscilloscopeshasbeenverypopular，itisalsoverymuchinlinewiththecostoftraditionaloscilloscopetotheneedsofdigitaltransformation。B

6、asedonthis，1willstudyandresearchofthedilgitaloscilloscopeandtectonictheory,completethedesignandimplementationofhardwareandsoftwarepartofadigitaloscilloscopebasedonthecompletionofamicrocon仃DllerandCPLDtechnology．Inthispaper,thebasicconceptsandprinciplesofthedigitalstorageoscilloscopeisintr

7、oduced，anddescribesthedesignandimplementationofalow-costdigitalstorageoscilloscope(DSO)hardwareandsoftwarepartbasedonMCUandCPLDtechnology．TheDSOhasdual-channelanaloginputandstorage，relativelyhighsamplingrate，observingthelargerbandwidth,storagedepthof3Kbits，recording