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- 关 键 词：
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机械毕业设计全套
- 资源描述：
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基于EDA和单片机技术的逻辑分析仪设计课件,机械毕业设计全套
- 内容简介：
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Timeline 8:00 40分 题目解析 -数字示波器（ Part 1） 8:40 10分 休息 8:50 20分 题目解析 -数字示波器（ Part 2） 9:10 20分 题目解析 -数字示波器（研讨） 9:30 10分 休息 9:40 35分 题目解析 -逻辑分析仪 10:15 10分 题目解析 -逻辑分析仪（研讨） 10:25 10分 休息 10:35 35分 新器件的应用 11:10 10分 新器件的应用（研讨） ntsnts索引 电子设计竞赛题目要求 背景知识 题目分析 硬件实现 整机框图 模拟前端 ADC 触发 波形存储器 nts索引 主控制器 DAC 系统监控 电源 软件实现 系统评估 总结 nts题目要求 设计一简易数字存储示波器 基本要求 1. 信号频率： DC50KHz， Ri100K 2. 垂直： 32级 /div， 水平 20点 /div， 屏幕面积 8 10 div2 3. 垂直灵敏度： 0.1V/div， 1V/div，误差 5% 4. 水平扫速： 0.2s/div， 0.2ms/div， 20s/div 误差 5%； 5. 单次、扩展、 内触发、上升沿、电平可调 6. 显示波形无明显失 真 返回 nts题目要求 提高要求 1. 连续触发存储方式，并有“锁存”功能； 2. 双踪显示； 3. 水平移动扩展 一倍； 4. 垂直灵敏度 0.01V/div，低输入噪声电压。 返回 nts背景知识 第一代示波器 模拟实时示波器 Y a m p l i f i e rS a w t o o t h - w a v eG e n e r a t o rX a m p l i f i e rI n p u t返回 nts背景知识 第二代示波器 数字存储示波器 Y a m p l i f i e r A D C S t o r a g e D i s p l a yC o n t r o l l e r C R T /L C DI n p u tS a m p l i n g S a m p l i n gP r o c e s s a n d D i s p l a y P r o c e s s a n d D i s p l a y返回 nts背景知识 第三代示波器 数字荧光示波器 Ya m p l i f i e rA D C D S RP D PD i s p l a yC o n t r o l l e rC R T / L C DC P UI n p u tD P W I P返回 nts题目分析 模拟示波器附加的数字采样器 D i g i t a l S a m p l e rYXA R TI n p u t返回 nts硬件实现 -整机框图 A n a l o gF r o n t e n dA D CS a m p l eC o n t r o l l e rW a v e f o r mM e m o r yT r i g g e rC o n t r o l l e rR e a d o u tC o n t r o l l e rD A CD A CP o w e rYXI n p u tS y s t e mM o n i t o rT y p i c a l D S O D i a g r a m :返回 nts硬件实现 -模拟前端 作用 题目相关要求 模拟带宽： 50KHz 输入阻抗： 100K 垂直灵敏度： 0.01V/div 1V/div 屏幕刻度： 8div 返回 nts硬件实现 -模拟前端 模拟前端的一般设计 A t t e n u a t e C o u p l eS e l e c t I m p e d a n c eC o n v e r t e r A m p l i f yI n p u t O u t p u tL P F 衰减器 耦合选择器 阻抗转换器 放大器 抗混滤波器 返回 nts硬件实现 -模拟前端 最大输入电压： 1V/div x 8div = 8Vp-p = 4V 6V以上电源时： 可不用衰减器 5V或 3.3V时： 必须使用衰减器 无需耦合选择器 返回 nts硬件实现 -模拟前端 阻抗转换器：输入阻抗匹配 最大输入电压： 4V/ 2V 增益带宽积： 50KHz x 1 =50KHz 输入阻抗： 100K 常用阻抗转换电路： FET Operational Amplifier 返回 nts硬件实现 -模拟前端 运放选型 Performance Price Package 最终选择： LF353 返回 nts硬件实现 -模拟前端 原理图 返回 nts硬件实现 -模拟前端 放大器：提供增益 输出电压： 02V 增益带宽积： 50KHz x (2V/0.04V) =2.5MHz 可变增益 ： 0.5、 5、 50 运放选择： LF353 AD8032 返回 nts硬件实现 -模拟前端 关于同相 /反相和输入匹配 关于开关与开关位置 关于可调电阻 关于阻抗匹配 返回 nts硬件实现 -模拟前端 抗混滤波器：除去混叠 返回 nts硬件实现 -模拟前端 抗混滤波器：技术指标 中心频率： 50KHz 带宽要求： 40dB500KHz 平坦度要求：尽量平坦 抗混滤波器：选择 24阶 Butterworth滤波器 中心频率： 50KHz 返回 nts硬件实现 -模拟前端 原理图 返回 nts硬件实现 -模拟前端 电平移位电路 输入： 1V 输出： 02V 基准点压： 2V 模拟前端总结 返回 nts硬件实现 -ADC 采样率： 20 us per div 20 dot per div 1 sample per dot 最高采样率： 1MSa/s 返回 nts硬件实现 -ADC 分辨率： 8 div 32 dot per div 最高分辨率： 256dot， 8bit 模拟带宽： 50KHz 返回 nts硬件实现 -ADC ADC选型 Performance Price Package 最终选择： TLC5510 返回 nts硬件实现 -ADC TLC5510 返回 nts硬件实现 -触发 触发机的作用 示波器中的触发类型 触发机的实现方式 返回 nts硬件实现 -触发 模拟触发机 模拟比较器 响应时间： 400 Bytes 速度需求： 1MSa/s 500ns Access Time 返回 nts硬件实现 -波形存储器 独立的 RAM Positive Negative 61Cxxx， 62Cxxx FPGA片内 RAM Positive Negative 返回 nts硬件实现 -主控制器 主控制器的功能（ 1） 采样控制 控制波形采样的开始与结束 实现预触发 读出控制 适当时刻读出采样信息送入 DAC实现波形显示。 X轴扫描 返回 nts硬件实现 -主控制器 主控制器的功能（ 2） 人机接口 控制键盘扫描、译码和功能解析 控制其他显示器或指示灯（可选） 模拟前端控制（可选） 返回 nts硬件实现 -主控制器 功能分工 MCU or PLD？速度和灵活性 解决方案 1： MCU+PLD PLD实现采样控制和读出控制 MCU实现人机接口 Positive & Negative 解决方案 2： PLD PLD实现所有功能 Positive & Negative 返回 nts硬件实现 -主控制器 采样控制器 FSM W a i t i n gf o r T r i g g e rS a m p li n g I d leS T A R TW a i t i n gT r i g g e dF u llN o t f u llI d leS a m p li n gW a i ti n gR e c o r dT r i g g e rP o i n tT r i g g e dS a m p li n g I d leH a lfN o t h a lfI d leS T A R T返回 nts硬件实现 -主控制器 读出控制器 FSM Y = C H 1 ( p )X = 0I d l eY = C H 1 ( i + p )X = iY = C H 2 ( p )X = 0Y = C H 2 ( i + p )X = iS T A R Ti + +i 2 0 0i + +i 2 0 0i = 2 0 0i = 2 0 0返回 nts硬件实现 -主控制器 读出控制器 返回 nts硬件实现 -主控制器 主控制器 FSM S a m p l i n g R e a d o u tS T A R TW a i t i n g I d l e返回 nts硬件实现 -主控制器 键盘扫描、译码 键盘指令解析 Y增益、 Y位移（ 2通道） 扫描时基、水平位移、触发电平 单次 /自动 /正常，开始 /停止 其他显示器的控制 LED LCD Matrix 模拟前端控制 返回 nts硬件实现 -主控制器 芯片选择 Performance Price Package Altera Cyclone： EP1C3 2910 LEs， 6.5K x 9 M4K RAM， 1 PLL Xilinx Spartan 3： XC3S50 1728 LCs， 72Kb RAM， 2 DCMs 返回 nts硬件实现 -DAC DAC的作用 DAC的性能要求 无明显闪烁 垂直 32 Dot/div， 8 div 水平 20 Dot/div， 10div 速度和分辨率 100fps x 200dot = 20K， 50us 256dot8bit 返回 nts硬件实现 -DAC DAC选型 Performance Price Package AD7528 / TLC7528 2 Channel 8 bit Settling Time： 100ns 返回 nts硬件实现 -系统监控 功能 选型： X5045 WDT POR EEPROM WDT的使用 返回 nts硬件实现 -电源 整机电源需求 +5V： Analog， ADC， DAC -5V： Analog +3.3V： FPGA +1.5V： FPGA 电源供应器 开关电源 / 线性电源？ LM2575， LT1117， LM317 返回 nts软件实现 软件”的概念 软件功能模块 主循环 键盘管理 键盘指令解析与执行 LCD驱动 上位机通信 返回 nts软件实现 键盘中断 扫描键盘 译码 根据指令改变相应寄存器并写入 FPGA 串口中断 上位机通信 S ta r tIn ita liz eS a m p lin gR e a d o u tS in g le ?S T O PW a it fo r c o n tin u eNY返回 nts系统评估 系统测试 返回 nts系
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