基于FPGA的波形回放系统设计

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摘要：本设计选用Altera公司研发的型号为EP2C5Q208C8芯片，使用该FPGA芯片控制AD转换器ADC0809去采集波形信号，接着将采集到的信号数据存于嵌入式的存储模块中，然后利用计数器的地址译码作用，从存储模块中提取波形数据输出到数模转换模块DAC0800中，控制DAC0800转换输出波形信号，使波形的回放功能得以实现。该系统的设计主要是利用了EDA工具软件Quartus II去实现各个模块的接口设计。52277

毕业论文关键词：FPGA，存储，回放

Abstract:The design uses Altera's development model is EP2C5Q208C8 chip FPGA chip to control the use of the AD converter ADC0809 to collect waveform signal,and then the collected signal data stored in the embedded memory module,and then use the address decoding counter action,extracts waveform data output from the memory module to the converter module in the DAC0800,DAC0800 converter output waveform control signal to the playback waveform is achieved.The system is designed mainly using the Quartus II EDA software tools to implement the interface design of each module.

Keywords:FPGA,storage,playback

1 绪论 4

2 FPGA及VHDL介绍 4

2.1 FPGA 4

2.2 VHDL介绍 5

3 系统方案设计 5

3.1 A/D转换模块 6

3.2 存储模块 12

3.3 D/A转换模块 18

4 顶层原理图模块的设计与仿真 20

4.1 顶层原理图模块的策划 20

4.2 顶层原理图模块的仿真 21

结论 22

参考文献 23

致谢 24

1 绪论

随着现代科学技术的高速发展，人类在许多行业都取得了了不起的成就，如雷达、航天、卫星、医学等更多电子通信行业。这些行业基本上都有一个共同点，那就是都需要对波形数据进行必要的采集、转换、存储和尽量无失真的回放[1]，以供研究人员准确无误的研究，所以电子通信行业在波形的采集[3]、存储方面的发展是非常重视的，而且此系统的应用范围也越来越广泛，不再局限于电子通信行业，在农业、工业等其它也都取得了长足的发展。波形的采集、存储系统发展到现在都有了本质性的变化，主要表现在从通常所用的波形发生器、波形显示器到现在的数码管显示液晶等。电子通信技术的发展是非常迅速的，主要表现在经久不衰的模拟信号到当今运用越来越普及的数字信号。

大家也许都已经了解，最近几年的波形采集、存储和回放的发展在要求低成本[1]、耐持久和便携的情况下大多都采用单片机去控制处理，然而它相比较于FPGA都有一定的劣势，如取用一个由单片机制作的主控制板，要想让它成为一个具有实用性的真正产品，那么就必须得经过一段漫长的时间去实际的验证，不然是不大可能做成一个真正的产品，通俗易懂的讲也就是开发周期比较长。目前对产品开发的周期要求是随着技术发展而越来越严格，产品开发商对产品的要求有：第一产品开发周期得短（不能太长，得节省成本）；第二开发出来的产品得可靠灵活。故而在设计本设计装置时，基于数字存储示波器的原理，以现场可编程门阵列FPGA芯片为控制核心[2]通过AD模块对波形信号进行随时随刻的采样。