。转换器的满刻度输入值为，根据题目要求通过外部输入来信号来改变分辨率以适应不同精度。将采样的值和数字信号的值据当前档位进行计数存储，即时每个点保存个，时每个点保存个，时每采样个点保存个。硬件电路设计在的控制板的基础上，为实现系统功能，所设计的外围硬件电路主要包括电源电路信号调理电路转换电路触发电路测试用按键抖动电路及键盘接口电路。下面只叙述其主要功能实现部分。信号调理电路由于模拟信号输入为，而所用有效输入为，因此需要输入信号进行比例缩小，因此需要设计个比例运算电路。本设计采用了高速放大器来实现这功能。可以作为出色的缓冲器或有源滤波器用于数据采集系统中，建立时间为，最大输入失调电压低至。利用来搭建个反向比例运算电较路，其运算公式为根据设计要求，取Ω，Ω，∥Ω。为了保证信号显示与输入信号同相，再采用搭建反相器，将输出信号接入到后面的中进行采样转换。信号调理电路见附录。转换电路是款位模数转换器，内置个片内输入采样保持放大器。它采用多级流水线架构，内置输出纠错逻辑，可提供精确的性能，并保证在整个工作温度范围内无失码。参考输入的驱动和检测连接将外部压降降至最低。可以将置于待机工作模式，此时功耗降至以下。模拟输入端接受值范围内胡信号，数字接口支持或逻辑。可以将数字输出引脚置于高阻态输出格式为标准二进制编码。转换电路图见附录，。触发电路设计数字存储示波器中触发电路的作用是在满足触发条件时开始对采集的数据按规定的起点地址进行存储和显示。触发电路如图所示。电阻用于调节或选择触发电平，分别为和，后者为可调电位器，可以在范围内任意选择触发电平。触发电路图见附录。内部逻辑实现内部逻辑图见附录。触发电路部分当启动采样后，把从进来的数据与触发字进行比较，旦满足设定条件时，会产生触发信号，此信号送到控制器端。由外部触发电路发出触发信号与内部的两路数字信号进行触发源选择后，控制器得到触发后将采样数据写入到中。当在进行写数据过程中触发信号是被抑制的当达到预触发深度时，释放触发信号，等待下次触发源的到来。分辨率调节部分原理同，此部分输入的采样的数值和内部产生的数字信号，电路内部有三个不同进制的计数器，个为进制，工作时每十个点输出个用来达到的精度要求，还有个进制，个进制的计数器，三个计数器的使能端由当前档位控制，当计数器发生进位时输出当前的采样值和数字信号的值。当用户调节水平分辨时，使能不同的计数器，实现调节。垂直分辨力上各个采样点的幅度对应在显示屏的纵坐标，当调节示波器的垂直分辨率时，根据现在的档位将波形压缩或伸展，即将点的坐标做相应的变化。存储使用个双口，写和读分开，波形数据满足触发条件时送进，存储了个点，其中前组送住显示。存储部分题目要求掉电不丢失，因此我们使用开发板上的块的型号为的存储器，当按下存储健后，把中的数据写到中，根据资料中的读写时序图，使用状态机实现这个过程，当按下回显的按键时将中的数据读回图像显示，再显示出来。数字信号发生部分利用的原理，在内部生成个信号发生器。主要包括频率控制寄存器高速相位累加器和比较器三个部分。频率控制寄存器可以串行或并行的方式装载并寄存用户输入的频率控制码而相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加，得到个相位值比较器则对该相位值计算数字化正弦波幅度输出。下图为可调数字信号产生的流程图显示部分将要显示点的坐标与图形数据进行数学比较，得到是否要显示，可以多个比较得到多个要显示的数据，从而得。按键值设置为输出输出设置为输入,若读回值不是,设置为输出输出设置为输入读回值取高四位设置为输出输出设置为输入读回值取低四位初始化键盘接口初始化输出接口,显示的开关调节水平显示的时间单位,调节垂直显示幅度单位增加数字信号的频率减小数字信号的频率存储波形回放波形通道选择左移右移复位暂停继续测量光标左移测量光标右移附录主要元器件清单位高速芯片片高速运放片高速运放片高速运放片寄存器片电阻若干电阻若干目录摘要,第页方案论证与设计第页控制部分选择第页显示第页理论分析与计算第页实时采样与等效采样的选择第页采样速率分析第页显示分辩率分析第页三电路设计第页信号调理电路第页电路第页触发电路设计第页四内部逻辑实现第页触发电路部分第页分辨率调节部分第页存储部分第页存储部分第页数字信号发生部分第页显示部分第页嵌入的软核处理器模块第页五软件设计第页六测试方案与测试结果第页七总结第页八参考文献第页附录第页显示的多通道数字示波器摘要本设计是基于技术的显示数字存储示波器。采用在内嵌入位软核处理器的技术为核心来构建系统，充分利用中的可编程逻缉器件资源构成各部分数字电路，处理器与技术相互补充，形成了整个基于显示的数字示波器的核心，完成高速数据采样控制数据处理及波形显示等系统功能。设计分为模拟信号预处理电路采样电路触发电路存储存储可调数字信号产生控制模块显示输出与人机交互接口控制。设计中采用实时采样，采样后的数据经过触发电路，满足触发条件后送到中，然后显示在显示器上，并能够相应按键存储命令，实现波形数据的非易失性存储。设计中发挥可编程逻辑器件和处理器各自优势，符合现代设计理念，满足设计要求。关键词数字存储实时采样方案论证与设计控制部分选择方案选择加入个单片机做为处理器，这种方案当然可以发挥处理器自身的优势，实现灵活控制，但是普通的单片机无法实现高速的数据处理，且本身的资源有限，满足同时处理大量的数据要求，若选用高档的单片机则过于昂贵，且性能提升不明显，性价比太低。方案二使用嵌入的软核处理器与内部逻辑电路结合的工作方式，物尽其用，方面发挥处理器控制灵活的优势，方面充分发挥硬件地电路的执行的高速，二者结合，优势互补。电路中的大部分逻辑控制功能都由单片完成，多个功能模块如采样频率控制模块数据存储模块都集中在单个芯片上，大大简化了外围硬件电路设计，增加了系统的稳定性和可靠性。据此，我们选择了方案二。显示方案将所有的要显示点的数据送到中，当进行扫描时通过查询中的颜色数值显示到屏幕上，从而得出要显示的图形和文字，这种方案相当于做了个显示图形，只要将每屏显示点的计数的查询就可得到颜色数据数据，这个方案的显示简单，缺点是储存空间过大，而且在储存器之前要进行大量的数据计算。方案二显示坐标比较法，将要显示点的坐标与图形数据进行数学比较，得到是否要显示，可以多个比较得到多个要显示的数据，从而得到显示数据，系统具有成本低结构简单应用灵活的优点此部分查找需要在显示器上显示的几部模拟信号运算放大调节采样显示控制数字信号产生键盘输入控制采样控制显示时间控制触发电路存储回放分数据底色，汉字，示波器的显示框，波形数据，将此部分的数据综合，这几部分各自有不合的优先级，当多部分重叠时，根据优先级显示出来。此部分按固定频率刷新显示屏，显示系统，可以在不使用显示卡和计算机的情况下，实现图像的显示和控制。所以我们选择了方案二。理论分析与计算实时采样与等效采样的选择通常采样是按固定顺序进行，并且采样顺序与示波器屏幕上显示的顺序相同，这就是实时采样，实时采样技术的好处就是可以捕获单个信号。题目给出的采样速率为，当档位在,显示器上选择分辨率为点,此时显示器上每四个相邻扫描点为相同的幅值，但被检测信号的频率范围是在,即在最高频率时，实时采样可以在每周期采个点以保证取到个完整的信号波形。等效时间采样又称重复采样，在满足以下两个条件时波形必需重复必需稳定触发，示波器可以从多个波形周期获得波形不同点的采样，然后在屏幕上完整恢复波形，它包含顺序采样和随机重复采样两种技术，其好处是可用很慢的模数转换器。，且题目要求能检测单次按键的波形，等效采样不能完成非周期波形的采样，故选用实时采样方式。采样速率分析显示波形的水平轴的调节通过采样点的时间间隔的变化来调整，题目要求有三个档位，并且水平显示分辨率为点，因此对应的采样速率是点点点，当显示波形的水平分辨率为时，能分辨的信号最高频率为，由奈圭斯特定理要求采样速率至少为才能使信号不失真分辨率为时，可以分辨的信号最高频率为，采样速率至少应为，同理分辨率为时，采样速率至少为。本设计中保持的采样速率为，完全可以满足实际需求。显示分辩率分析显示波形的垂直分辨率显示中的数据为位，其中模拟信号经后的值为位，两路数字信号的值各占位要求中有垂直分辨率为，垂直刻度为。转换器的输入信号电压幅度为，当示波器满刻度显示时，被测信号的幅度将分别为。转换器的满刻度输入值为，根据题目要求通过外部输入来信号来改变分辨率以适应不同精度。将采样的值和数字信号的值据当前档位进行计数存储，即时每个点保存个，时每个点保存个，时每采样个点保存个。硬件电路设计在的控制板的基础上，为实现系统功能，所设计的外围硬件电路主要包括电源电路信号调理电路转换电路触发电路测试用按键抖动电路及键盘接口电路。下面只叙述其主要功能实现部分。信号调理电路由于模拟信号输入为，而所用有效输入为，因此需要输入信号进行比例缩小，因此需要设计个比例运算电路。本设计采用了高速放大器来实现这功能。可以作为出色的缓冲器或有源滤波器用于数据采集系统中，建立时间为，最大输入失调电压低至。利用来搭建个反向比例运算电较路，其运算公式为根据设计要求，取Ω，Ω，∥Ω。为了保证信号显示与输入信号同相，再采用搭建反相器，将输出信号接入到后面的中进行采样转换。信号调理电路见附录。转换电路是款位模数转换器，内置个片内输入采样保持放大器。它采用多级流水线架构，内置输出纠错逻辑，可提供精确的性能，并保证在整个工作温度范围内无失码。参考输入的驱动和检测连接将外部压降降至最低。可以将置于待机工作模式，此时功耗降至以下。模拟输入端接受值范围内胡信号，数字接口支持或逻辑。可以将数字输出引脚置于高阻态