基于zynq7010的數(shù)字存儲示波器設計

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1、摘要電子科技大學成都學院畢業(yè)設計論文論文題目基于ZYNQ7010的數(shù)字存儲示波器設計學生姓名龔楊學　　號1240720345專　　業(yè)電子科學與技術系(分院）微電子技術系指導教師李偉指導單位電子科技大學成都學院2016年6月制III摘要摘要示波器作為傳統(tǒng)的儀器儀表，在儀器設備中占有重要的地位。早期示波器采用模擬方式完成信號的采集以及顯示，由于笨重和難以存儲信號，價格居高不下的因素只應用在少數(shù)場合。如今絕大多數(shù)示波器都是數(shù)字示波器，數(shù)字示波器又分為數(shù)字存儲示波器，數(shù)字熒光示波器和采樣示波器，其中數(shù)字存儲示波器運用最為廣泛。如今示波器通常采用DSP,FPGA,POWERPC

2、作為主控，從信息處理技術的發(fā)展來說，F(xiàn)PGA以其獨特的并行處理方式而在信號采集的處理方面具有巨大優(yōu)勢。本設計采用XILINX公司的ZYNQ7010芯片，具有雙核ARMA9處理器，A7的FPGA資源，以及高速互聯(lián)總線AXI。運用嵌入式Linux充分發(fā)揮ARM雙核A9的潛力，使用FPGA資源高速穩(wěn)定的存儲數(shù)字信號，并完成數(shù)字增益調(diào)節(jié)，平均電平的調(diào)節(jié)，軟件觸發(fā)，峰值，均值計算等功能。AXI總線完成ARM和FPGA的交互，數(shù)據(jù)傳遞。信號采集采用AD8138與AD9214，采樣率高達80Mhz。關鍵字：ZYNQ7010,AD9214,linux,FPGAIIIABSTRACTA

3、BSTRACTAsthetraditionalinstrument,oscilloscopeholdsaveryimportantplace.Inearlytime,oscilloscopecollectssignalanddisplaysbysimulation,anditwasjustusedinveryfewoccasionsforitsheavy,highpriceandbadsignalstorage.Nowdaysmostoscilloscopesaredigitaloscilloscopeswhichincludesdigitalstorageoscil

4、loscopes,digitalphosphoroscilloscopes,anddigitalsamplingoscilloscopes,anddigitalstorageoscilloscopesaremostwidelyused.DSP,FPGA,POWERPCarethemainmastercontrolsinoscilloscopes,fromthedevelopingofinformationprocessingtechnique,FPGAhasbigadvantageinsignalcollectionforitsparticularparallelpr

5、ocessing.ThechipZYNQ7010ofthisprojectcomesfromXILINXcooperationwhichhasdualARMA9processor.KeyWords:ZYNQ7010,AD9214,linux,FPGAIII目錄目錄第1章課題整體框架51.1課題任務51.2課題要求51.3研究意義5第2章設計方案62.1硬件部分62.1.1硬件開發(fā)環(huán)境62.1.2電源設計62.1.3信號采集電路設計62.1.4人機交互設計62.1.5主控核心板設計72.2軟件部分72.2.1軟件與邏輯開發(fā)環(huán)境72.2.2軟件與邏輯開發(fā)語言介紹8第3章實

6、現(xiàn)功能93.1實現(xiàn)功能描述93.2電路設計93.2.1電源電路設計103.2.2信號調(diào)理、采集電路設計113.2.3數(shù)字部分電路設計123.3軟件與邏輯系統(tǒng)設計153.3.1邏輯開發(fā)介紹163.3.2軟件設計20第4章調(diào)試與實現(xiàn)23V目錄4.1調(diào)試中遇到的重點與難點234.2解決方案234.3調(diào)試過程展示234.3.1硬件調(diào)試234.3.2軟件與邏輯調(diào)試、仿真244.3.3軟件與邏輯、硬件整體調(diào)試264.4實物展示27第5章總結(jié)29致謝31附錄32附錄一：邏輯頂層代碼設計32附錄二：軟件設計部分代碼46V第1章課題整體框架第1章課題整體框架1.1課題任務基于XILIN

7、Xzynq7010完成數(shù)字存儲示波器軟硬件設計。1.2課題要求通過原理圖和PCB的設計，焊接調(diào)試，搭建整機硬件平臺。在運行Linux嵌入式操作系統(tǒng)的ZYNQ7010雙核ARMA9中進行軟件和驅(qū)動的編寫，對PL進行配置和控制，在TFT顯示器上恢復波形。使用PL完成數(shù)據(jù)采集，處理，存儲。1.3研究意義隨著嵌入式設備走入我們的生活之中，應用于各種苛刻的場合。對于嵌入式處理器的要求就更為嚴格，ARM和FPGA此時異軍突起，ARM應用于低功耗，低成本，高性能，F(xiàn)PGA應用于信號處理，算法實現(xiàn)。ARM加FPGA的結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛運用于各種信號采集板卡，通信設備之中。