摘 要FPGA技术和数字化采样技术的快速发展，不但对传统测试仪器和现有的数字化仪器有着较大的影响，而且对传统测量仪器的结构、定义和分类有着巨大的变更。随着现代信息技术的发展，目前我们使用的数字仪器所采用的结构一般有DSP或FPGA。本文设计的基于FPGA的数字示波器，它是由单片机和FPGA组合而成，用单片机来实现系统调控和人机界面的功能，用FPGA来完成数据采集、数据处理等功能，整个系统模块包括信号调理、数据采集、数据处理、波形显示等。本论文设计的系统包括两个部分，一是对硬件电路进行设计；二是采用Vivado软件设计系统的软件功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1数字示波器的发展概况 1
1.2研究的意义 1
1.3本文要做的工作 2
第二章 示波器的工作原理 3
2.1示波器的分类 3
2.2模拟示波器的工作原理 3
2.3数字示波器的工作原理 3
第三章 整体设计方案 5
3.1系统整体设计流程 5
3.2整个系统的性能指标 5
3.2.1产品的规格 5
3.2.2关键特性 5
3.2.3外围设备 6
3.3实现系统的方案 6
第四章 硬件设计 8
4.1 仿真原理 8
4.2信号调理电路模块 8
4.3A／D转换电路模块 8
4.4触发电路模块 8
4.5存储模块 9
第五章 软件设计 10
5.1触发电路程序 10
5.2信号发生程序 10
5.3存储程序 10
5.4VGA显示部分 10
5.5系统软件主程序流程 10
第六章 实验结果 12
6.1垂直灵敏度的测试 12
6.2水平扫描速度的测试 12
6.3波形测试 12
结束语 15
致谢 16
参考文献 17
附录 18
附录A主程序 18
附录B仿真波形 33 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 

第一章 绪论
现如今随着示波器的广泛发展，在许多领域和行业都有着很大的应用，如科研、军事、工业、教育等。人眼看不见的电信号可以通过示波器来转换成为肉眼可见的图像，这样就方便人们对各种电现象的变化过程进行研究。本章主要介绍的是示波器在国内外发展的状况和本文所做的研究工作。
1.1数字示波器的发展概况
示波器的开发初期主要是模拟示波器，模拟示波器提高带宽，需要示波器管，垂直放大和水平扫描全摆。数字示波器只需要改善前端A/D转换器的性能，就可以提高带宽，并且对扫描电路和示波器管没有比较特殊的要求。此外，数字示波器管可以充分利用内存，存储和处理，以及各种触发和预触发功能。到了中期，数字示波器的采样率有所提高，从刚开始的采样带宽的两倍，然后增加到五倍甚至十倍的带宽，相应的正弦波采样失真也从100%下降到3%甚至1%。其次，数字示波器的更新率也相对的提高了，达到了跟模拟示波器的同一水平，并以每秒40万秒的速度观察信号波形，并增强了捕捉到毛刺脉冲的能力。再次，采用多处理器的信号处理功能，从繁琐的多个菜单中调整测量参数，变为简单调节旋钮，甚至可以进行完全自动的测量，在使用的过程中十分的方便，与模拟示波器一样。最后数字示波器也是具有和模拟示波器一样的余辉显示方式，给出了三维状态波形，可以实时显示信号的时间、幅度和幅值的分布情况。
1.2研究的意义
由于近年来电子技术的发展迅速，世界市场也在逐步扩大，数字示波器在世界经济的发展中扮演重要角色。随着电子行业的快速发展，数字示波器不仅数量需求在增加，技术要求也会相应的不断提高。目前，新技术的发展十分迅速，想要赢得广泛的市场的唯一途径就是在多方面满足用户的需求。因此一些厂商为了赢得市场，会借助许多行业的新标准来实现他们的愿景，如微软，英特尔，三星和西门子。数字产品是基于模拟产品之上的，这普遍存在于许多生产领域中。以当前市场最热门的4G手机为例，已经解决了很多数字算法里面的难点，但很多模拟技术里面的难点还需要攻克，如：手机的待机时间、音响效果等。目前，数字示波器已逐渐取代模拟示波器。高昂的生产成本也是限制数字示波器发展的重要因素之一。如今，在中国我们自主研发的数字示波器很少，但是在生产试验和使用数字示波器中最大障碍就是由于它高昂的费用。对于此现状，全球及中国本土的一些示波器制造商会在结合市场需求的情况下，不断地增强自身的实力，最终能够满足用户的需求，以此来从容应对这样一个庞大的市场[1]。
示波器是一款智能化的通用测试工具，其功能包括测量、处理、运算和显示，伴随着数字技术被广泛应用，不断发展。为此，本文提出了一种基于FPGA的数字示波器的设计方案，FPGA的特点有低功耗、高频率、体积小、传输时延小等，能够灵活地进行编程，且开发周期较短，硬件可以完成所有的控制逻辑所具有的功能。硬件描述语言的使用，可以并行执行的程序，这些都可以大幅度的提高系统性能，有利于在设计时对系统进行修改、调试和升级等优点。实现了基于FPGA的数字示波器的设计，并编写了设计程序完成功能仿真[2]。
1.3本文要做的工作
本设计要实现基于FPGA的数字示波器设计，对程序进行设计编写，最终能够完成功能仿真。设计中主要有以下三点要求：
1.设计总体方案，包括硬件设计方案、软件设计方案等。
2.使用FPGA实现AD采集、数据存储、峰值频率计算和VGA显示各个模块功能。
3.综合所有的功能实现测量电压范围为01V，显示出频率为4KHz以下的波形。
本设计要先学习相关专业的基础知识，在了解数字示波器的功能结构以及国内外研究现状的基础上，能够完成基于FPGA的数字示波器设计和软件编程，并得出相关结论。
第二章 示波器的工作原理
2.1示波器的分类

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