基于FPGA的簡易數(shù)字存儲示波器設(shè)計

3 FPGA程序設(shè)計
此部分實現(xiàn)的主要的功能是將A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)FPGA控制寫入RAM及將數(shù)據(jù)從RAM讀出經(jīng)FPGA輸出給D／A轉(zhuǎn)換器，頂層原理圖如圖5所示。外圍主要接口端功能為：A[15．．3]為數(shù)據(jù)輸入端，CLK4M為時鐘信號端，TONGIN為觸發(fā)端口，CS、RC、WE、OE為片選、轉(zhuǎn)換、讀寫控制端，RAMI、RAMO、AA為存儲器I／O端、地址端，QQ為數(shù)據(jù)輸出端。

其中模塊CHANA實現(xiàn)的功能是對數(shù)據(jù)的最高位取反，因為AD976最高位“l(fā)”表示負(fù)電平，而AD669最高位“1”表示高電平；模塊INTRD在EN為“1”，信號上升沿過零點時，Q輸出為“l(fā)”，直到完成對存儲器的寫操作為止；模塊SIGND是整個程序的核心部分，主要功能是為存儲器和lAD976提供控制信號，啟動A／D轉(zhuǎn)換，對存儲器進行寫操作和讀操作；模塊SAN在對存儲器由寫操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽x操作后，將存儲器的數(shù)據(jù)輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)，不妨礙存儲器數(shù)據(jù)的正常讀入；模塊TONG端口A外接開關(guān)，按下時低電平，起同步作用。仿真結(jié)果如圖6，(a)為寫操作時的仿真波形；(b)為讀操作時的仿真波形。當(dāng)運行在寫操作時，QQ無輸出，如圖6(a)所示，實現(xiàn)存儲功能，讀操作時，QQ輸出，由于模塊CHANA的存在，QQ輸出的數(shù)據(jù)要對A輸入的數(shù)據(jù)首位取反，即A輸入是0101，QQ輸出是1101，如圖6(b)所示，仿真結(jié)果正確。

4 結(jié)語
本文以PLC器件為控制核心，通過附加一定的外電路及普通示波器構(gòu)成簡易數(shù)字存儲器，使普通示波器具有波形數(shù)字存儲的功能。其中以FPGA為主部件的控制部分采用VHDL語言，按模塊化方式進行設(shè)計，并將各模塊集成于芯片中，最后通過MAXPLUS II軟件對設(shè)計進行邏輯仿真，對FPGA芯片進行編程，實現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計要求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這種以FPGA為基礎(chǔ)的軟件硬件化，其發(fā)展前景十分看好。