基于SOPC技术的手持式数字示波表的设计与实现的开题报告一、课题背景随着现代电子技术的不断发展，数字示波表已成为电子行业中必不可少的测试仪器，但传统的数字示波表体积大、功耗高，且难以满足现代电子技术对仪器的要求。因此，设计一款体积小、功耗低、功能强大的手持式数字示波表已成为当前研究的热点之一。基于SOPC（SystemonaProgrammableChip）技术是一种利用FPGA（FieldProgrammableGateArray）芯片实现系统集成的方法，具有可重构性强、功耗低、性能高等优点，已经在数字电路设计中得到了广泛应用。本课题旨在基于SOPC技术，设计一款手持式数字示波表，以便实现在电子行业中易携带，低功耗，高精度的要求。二、研究内容（一）系统架构设计基于SOPC技术的手持式数字示波表系统架构设计包括硬件和软件两个方面。硬件方面，本设计采用FPGA作为核心芯片，各模块通过总线进行通信，包括AD采样模块、显示模块、控制模块等；软件方面，主要是设计FPGA的程序，完成各个模块的功能，包括控制器设计、显示处理设计、触发控制设计等。（二）数字示波测量数字示波表的核心是信号的测量处理，本设计中，采用高速高精度的AD转换芯片进行信号采集，然后通过数字信号处理算法实现信号的显示和分析。其中，信号处理算法包括FFT（傅里叶变换）、FIR（有限脉冲响应）、IIR（无限脉冲响应）等。（三）输入输出和显示手持式数字示波表的输入输出和显示采用液晶显示屏和按键进行控制。本设计采用TFTLCD作为显示屏，采用触控按键作为输入控制方式；同时，利用FPGA芯片的可编程性，可以实现波形数据的存储与读取，数据的导出和打印等功能。三、研究方案（一）硬件设计1.模块设计根据数字示波表的功能模块，本设计的主要模块包括AD采样模块、存储模块、触发控制模块、数字信号处理模块、显示模块和控制模块六个模块，每个模块都通过总线进行互联。2.电路设计根据模块设计，进行电路设计方案，包括各模块电路原理图和电路板的设计和制作。（二）软件设计1.控制器设计程序中，控制器的任务是对各模块进行控制和协调工作，主要完成AD采样控制、信号触发控制、数字信号处理、显示控制等功能。2.显示处理设计程序中，显示处理的任务是对处理好的信号数据进行显示，包括波形的显示、触发点的标记等。3.触发控制设计程序中，触发控制的任务是对输入信号进行监测，达到触发条件时进行采样和显示。四、研究计划本项目的研究计划分为以下四个阶段：（一）前期准备阶段主要进行文献调研，了解数字示波表的基本原理，分析市场上已有的产品，选择FPGA芯片和AD采集芯片，并熟悉硬件和软件开发工具。（二）系统设计阶段按照硬件和软件模块的设计，在开发板上完成模拟和测试，做出调整和改进。（三）系统实现阶段将硬件设计方案进行PCB设计，并制作出样品，在实际测试中进行调试和优化。（四）系统验证及完善阶段对系统进行可靠性测试，整理完善技术资料和用户手册，提高产品品质及竞争力。五、预期成果通过本项目，预期实现一款基于SOPC技术的手持式数字示波表，具有以下特点：1.体积小、重量轻，易携带。2.低功耗设计，内部大量采用低功耗芯片，提高使用时间。3.高精度AD采集芯片和数字信号处理算法，实现高精度和高速的信号采集和处理。4.液晶显示屏和触控按键输入方式，界面友好。5.可编程的FPGA芯片，具有可扩展的功能和易维护的特点。