便携式数字示波器数据传输接口研究

摘要

数字示波器是电子测量领域最常见的一种检测工具，为科研工作者和工程技术人员广泛使用。但是传统台式数字示波器一般都是体积庞大而略显笨重，使用范围局限于实验室，不方便进行现场测试和外部作业，而且大都采用实体按键，波形效果显示平淡，不能与互联网连接。所以设计一款简单便用、自动测量并能直观显示便携式数字示波器很有意义，而且该示波器并具有支持多点触摸，显示色彩绚丽，操作界面友好等特点。
　　课题旨在设计一款Android操作系统的便携式数字示波器，系统采用FPGA+ARM架构。FPGA前端负责数字示波器前端的数据采集控制、触发控制与数据缓存控制；ARM主控端实现对采集电路中的数据进行后续的数据处理与分析、人机交互和操作面板显示。前端数据采集模块与后端处理显示模块之间采用 SD总线协议数据传输接口，通过该接口可以把底层采集到的信号波形数据快速并高效地传输给示波器上层应用端以处理显示，重点介绍对SD数据传输接口部分的设计。
　　首先对SD总线传输协议的基本理论和关键时序进行了研究和分析，系统采用FPGA来实现模拟SD卡作为该示波器数据传输通道。按照功能划分各个子模块，采用硬件描述语言VDHL完成了对各个子模块的设计。最后完成对系统逻辑电路的调试与验证，主控端能正常读写出该模拟SD卡中数据。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 数字示波器发展现状

1.3 本文主要研究内容和结构安排

第2章 数字示波器工作平台

2.1 数字示波器主要技术参数指标

2.2 数字示波器工作平台

2.3 本章小结

第3章 SD协议传输接口的基本理论和结构

3.1 ARM主控制端与SD硬件连接

3.2 SD总线传输协议

3.3 SD总线协议FAT32 文件系统

3.4 主控端与SD卡通信工作过程

3.5 本章小结

第4章DDR SDRAM控制接口设计

4.1 DDR SDRAM控制命令

4.2DDR SDRAM控制器状态转换机

4.3 本章小结

第5章 SD协议传输接口系统设计

5.1 SD数据传输接口逻辑电路设计

5.2 SD数据传输接口逻辑电路验证

5.3 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢