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数字存储示波器高波形刷新率显示方案设计与实现

作　者: 李劲松
导　师: 赖小红
学　校: 电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 数字存储示波器 显示模块 LCD 图形库 波形数据处理
分类号: TM935.37
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着电子技术的发展,示波器作为电子测试仪器的一种,已成为测试工程师必备的工具之一。对于数字存储示波器来说,LCD显示屏是用户接触最早和最直接的部分,所以示波器对显示性能的要求也越来越高。示波器的设计目标之一是把波形快速的展现在屏幕上,为了达到这一要求,我们需建立稳定可靠地硬件显示电路,并建立示波器的基本图形库,然后对波形显示数据进行处理,以满足显示性能上的要求。这样做既减轻了MCU波形数据处理的负担,又减小了总线上数据传输的带宽,但同时增加了相应的硬件成本,带来了硬件设计上的复杂性。本论文主要论述了2Gsps数字存储示波器显示部分的设计,详细描述了显示模块软硬件设计和波形显示数据处理,主要内容为:1.显示模块硬件电路的设计:提出了PPI接口驱动显示屏和独立显示刷新模块两种显示方案,介绍了显示模块的硬件电路设计,重点论述了FPGA内部各功能模块和接口函数的设计。2.显示模块软件部分的设计:包括LCD显示驱动程序和基本画图函数的设计,并在此基础上建立了数字存储示波器基本图形库。3.波形显示数据的处理:主要包括在实时、无限余辉和可变余辉方式下波形显示数据的处理。4.测试结果分析:验证了独立显示刷新模块电路的稳定性,分析了该数字存储示波器在各显示方式下的测试结果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 前言  9-13
  1.1 数字示波器的发展综述  9-10
  1.2 课题背景  10-12
  1.3 论文主要研究工作  12-13
第二章 显示模块的设计与实现  13-31
  2.1 示波器整体设计  13-14
  2.2 显示性能要求  14
  2.3 显示方案设计  14-17
    2.3.1 两种显示方案  14-16
    2.3.2 显示方案的对比和论证  16-17
  2.4 显示模块硬件电路的设计  17-20
  2.5 FPGA 内部主要功能模块的设计与实现  20-29
    2.5.1 控制模块  21-22
    2.5.2 非同步端口寻址模块  22-23
    2.5.3 双口RAM 访问模块  23-25
    2.5.4 数据处理模块  25-26
    2.5.5 显示刷新模块  26-27
    2.5.6 清屏模块  27-29
  2.6 功能接口函数设计  29-30
    2.6.1 初始化函数设计  29
    2.6.2 写操作函数设计  29-30
    2.6.3 读操作函数设计  30
  2.7 本章小结  30-31
第三章 示波器图形库的建立  31-44
  3.1 概述  31
  3.2 基本画图原理  31-32
  3.3 显示驱动程序的设计  32-34
    3.3.1 页面选择函数设计  33
    3.3.2 画点函数设计  33-34
    3.3.3 清屏函数设计  34
  3.4 图形标准库  34-43
    3.4.1 基本画图函数  34-37
    3.4.2 字符显示  37-39
    3.4.3 基本图形库  39-43
  3.5 本章小节  43-44
第四章 波形显示数据处理  44-57
  4.1 波形显示方式  44
  4.2 实时下波形数据的处理  44-49
    4.2.1 实时单时基方式下波形数据的处理  46-47
    4.2.2 实时双时基方式下波形数据的处理  47-49
  4.3 无限余辉方式下波形数据的处理  49-52
    4.3.1 无限余辉单时基方式下波形数据的处理  50-51
    4.3.2 无限余辉双时基方式下波形数据的处理  51-52
  4.4 可变余辉方式下波形数据的处理  52-55
    4.4.1 可变余辉单时基方式下波形数据的处理  53-54
    4.4.2 可变余辉双时基方式下波形数据的处理  54-55
  4.5 波形显示软件控制  55-56
  4.6 本章小结  56-57
第五章 测试结果分析  57-63
  5.1 显示稳定性分析  57
  5.2 波形捕获率的测试分析  57-59
  5.3 波形在无限余辉方式下显示效果分析  59-60
  5.4 波形在可变余辉方式下显示效果分析  60-61
  5.5 本章小结  61-63
第六章 结论  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-66
攻硕期间取得的研究成果  66-67

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 频率、波形参数的测量及仪表 > 示波器 > 数字示波器
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