实现DSO数字荧光的通用显示系统设计

论文摘要

当今的数字示波器系统已经不再像一百年前示波器刚出现时那样仅仅是单一呈现电信号的时间变化规律的简单仪器,而是能够快速进行信号采集和复杂分析,并从信号幅度关于时间发布等更高维度上,反映模拟和数字电信号整体规律的,复杂的数字信号综合处理系统。本论文就通过对示波器系统发展变迁历史的审视和对三代示波器系统的综合分析和比较,了解了当今世界最先进的示波器(泰克的数字荧光示波器DPO和安捷伦的混合信号示波器MSO)的设计理念和未来示波器技术的发展方向。本文提出了一种可实现数字存储示波器荧光效果的通用显示系统的设计方案。该方案以实现数字荧光这一先进的技术为重点,主要涉及了该系统两大模块的设计实现和两模块间的协同工作设计。首先是系统整体设计方案的研究;然后是系统第一个模块,基本显示处理模块的总体设计和其内部各个单元器件的功能设计,以及基本波形显示方法的分析与说明;接下来是系统第二个模块,接口扩展模块的总体设计和其内部各功能单元的设计实现,及其控制核心单元对整个接口扩展模块的控制和核心单元与基本显示模块间通信交流的设计与说明。最后文章总结了整个系统设计开发的理论和现实意义,描述了系统样机各种主要功能的测试结果,并提出了改进系统整体性能的可行性方案设想。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 示波器的发展历程
• 1.1.1 模拟示波器
• 1.1.2 数字存储示波器
• 1.1.3 数字荧光示波器
• 1.2 本文研究的问题与目标
• 1.2.1 传统模拟示波器的缺陷
• 1.2.2 传统数字示波器的不足
• 1.2.3 数字示波器的改进
• 1.2.4 各种示波器的综合比较
• 1.3 本文研究的内容
• 第二章 通用显示系统方案设计
• 2.1 总体设计
• 2.2 基本显示处理模块设计
• 2.2.1 系统结构设计
• 2.2.2 工作流程设计
• 2.3 接口扩展模块设计
• 2.3.1 系统结构设计
• 2.3.2 系统工作流程设计
• 第三章 基本显示处理模块实现
• 3.1 整体设计
• 3.2 FPGA 控制时序设计
• 3.2.1 LCD 控制时序实现
• 3.2.2 FLASH 控制时序实现
• 3.2.3 双口RAM 设计
• 3.3 DSP 程序设计
• 3.3.1 字模代码的烧写程序
• 3.3.2 LCD 显示程序设计
• 3.3.3 程序代码的烧写
• 3.4 模块内部电源设计
• 第四章 接口扩展模块实现
• 4.1 A/D 采样模块设计
• 4.1.1 信号发生电路设计
• 4.1.2 A/D 采样控制
• 4.2 键盘鼠标接口设计
• 4.2.1 PS/2 协议
• 4.2.2 PS/2 设备控制总体设计
• 4.2.3 PS/2 键盘控制实现
• 4.2.4 PS/2 鼠标控制实现
• 4.2.5 系统GUI 设计实现
• 4.3 UART 设计
• 4.3.1 UART 工作流程
• 4.3.2 设计实现与分析
• 4.4 EPP 接口设计
• 4.4.1 EPP 接口协议分析
• 4.4.2 EPP 接口设计实现
• 4.5 HPI 接口设计
• 4.5.1 HPI 接口协议分析
• 4.5.2 HPI 接口软件设计
• 4.5.3 设计实现与分析
• 4.6 VGA 接口设计
• 4.6.1 VGA 接口协议分析
• 4.6.2 VGA 接口硬件设计
• 4.6.3 VGA 接口软件设计
• 4.6.4 VGA 显示实现
• 4.7 系统总控制模块设计
• 4.7.1 数字荧光模块设计
• 4.7.2 系统总体方案设计
• 4.7.3 波形产生
• 4.7.4 图像显示
• 4.7.5 图像合成
• 4.7.6 总结
• 第五章 系统总体测试
• 5.1 LCD 主显示测试
• 5.2 VGA 基本波形显示测试
• 5.3 VGA 荧光波形显示测试
• 5.4 系统通用性测试
• 第六章 总结及改进设想
• 6.1 完成工作的总结
• 6.2 改进的设想
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间发表的论文