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第15讲ADC实验1医用FPGA开发实用教程——基于Xilinx和VHDLPracticalTutorialonMedicalFPGADevelopment——BasedonXilinxandVHDL实验原理ExperimentalPrinciples“

基于FPGA高级开发系统的AD/DA转换模块，通过学习ADC，综合串口通信实验，实现FPGA输出8位的波型（正弦波/三角波/方波）数据，使得DAC模块输出一个波型信号，并将该信号输入到AD模块，然后使用信号采集工具，通过串口读取ADC的数据输出，在PC端中的信号采集工具中显示波型。15.12硬件结构图

AD电路由高速AD芯片AD9280、衰减电路和模拟电压输入接口组成。3AD9280芯片4

AD9280是一款分辨率为8位，最大采样率为32MSPS的高性能、低功耗模数转换芯片。

其中，AIN为模拟输入，支持输入的模拟电压范围是0V至2V；CLK为时钟输入；D0～D7为8路模拟信号的并行输出。AD9280内部功能框图5AD9280时序图6

AD9280在每个输入CLOCK的上升沿对输入的模拟信号做一次采集，采集数据由数据总线data输出，每个时钟周期ADC都会完成一次采集。模拟信号转换成数字信号并不是当前周期就能转换完成，从采集模拟信号开始到输出数据需要经过3个时钟周期。输入的时钟最大频率为32MHz。AD9280的电压输入与数据输出7当AD9280芯片的模拟输入接口连接-5V电压时，AD输出的数据为0；当AD9280芯片的模拟输入接口连接+5V电压时，AD输出的数据为255。当AD9280芯片模拟输入端接-5～+5V的变化正弦波电压信号时，其转换后的数据也呈正弦波波形变化电路原理图8内部电路图9u_adc内部电路图10实验步骤ExperimentalProcedure“15.211实验步骤12步骤1：复制工程文件夹并添加Verilog文件步骤2：完善rec_ad_data.v文件步骤3：完善adc.v文件步骤4：仿真测试步骤5：板级验证本章任务Tasksinthischapter“15.313本章任务14

在上一个实验（DAC实验）本章任务的基础上增加一个频率处理模块，分别检测到三个独立按键Key1、Key2、Key3按下时，按下Key1时输出波形幅值按“原幅值→1/2幅值→1/4幅值→原幅值”的顺序每按一次进行一次切换；按下Key2时，输出波形按“正弦波→三角波→方波→正弦波”的顺序每按一次进行一次切换；按下Key3时，DAC输出频率及ADC采样频率按“原频率→2倍频率→1/2频率→原频率”的顺序每按一次进行一次切换。本章习题Exercisesinthischapter“15.415本章习题161.什么是ADC。2.简述AD9280芯片工作过程中的时序图。3.AD9280芯片采样频率最大是多少？如果AD9708芯片的时钟频率大于AD9280芯

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