專利名稱：一種基于fpga的測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)字電子、模擬電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FPGA的掌上測(cè)
試裝置。
背景技術(shù)：
示波器、數(shù)字萬(wàn)用表等都是用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。但是，這些產(chǎn)品都是針對(duì)某一專業(yè)設(shè)計(jì)的，或者功能比較單一。為了進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，需要多種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，更重要的是這些設(shè)備都是臺(tái)式的，造價(jià)高，體積大，攜帶不方便，離開實(shí)驗(yàn)室就沒(méi)有辦法工作。近十年來(lái)，我國(guó)各高校的辦學(xué)規(guī)模和招生人數(shù)不斷擴(kuò)大，促進(jìn)了高等教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，同時(shí)也出現(xiàn)了一些相應(yīng)的問(wèn)題。例如:實(shí)驗(yàn)室規(guī)模小，滿足不了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的要求，課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)更是缺少場(chǎng)地與設(shè)備。由于在校學(xué)生數(shù)量的不斷增加，造成了高校教育資源短缺。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)目前教學(xué)設(shè)備與儀器都是偏向某一專業(yè)，或者功能單一，而且這些設(shè)備都是臺(tái)式的，成本高，體積大，攜帶不方便的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種價(jià)格低廉、便于攜帶的基于FPGA的掌上測(cè)試裝置，提供示波器和電壓表的功能。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的解決方案:一種基于FPGA的測(cè)試裝置，包括放大器、第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器、處理器、LED顯示器和鍵盤，其中，第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器和鍵盤分別連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接LED顯示器，放大器的輸出端連接第一 A/D轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型 的其他技術(shù)特點(diǎn):所述的放大器采用LM358運(yùn)算放大器。所述的第一 A/D轉(zhuǎn)換器米用TLC5510轉(zhuǎn)換器。所述的第二 A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809轉(zhuǎn)換器。所述的處理器采用EP1C12Q240C芯片。本裝置利用FPGA芯片的高效處理能力，結(jié)合放大器、A/D轉(zhuǎn)換器等器件，實(shí)現(xiàn)了示波器和數(shù)字電壓表的功能。本裝置所用器件少，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且該裝置體積小、便于攜帶、開發(fā)成本低，是一個(gè)效果較好的掌上試驗(yàn)測(cè)試裝置。

圖1是本實(shí)用新型的連接關(guān)系示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
遵從上述技術(shù)方案，本實(shí)施例給出了一種基于FPGA的測(cè)試裝置，如圖1所示，包括放大器、第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器、處理器、LED顯不器和鍵盤,其中，第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器和鍵盤分別連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接LED顯示器，放大器的輸出端連接第一 A/D轉(zhuǎn)換器。在本實(shí)施例中，放大器采用LM358運(yùn)算放大器。LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。本裝置中放大器接入信號(hào)源，起到信號(hào)放大的作用。第一 A/D轉(zhuǎn)換器采用TLC5510轉(zhuǎn)換器，TLC5510是美國(guó)德州儀器(TI)公司的8位半閃速架構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器，采用CMOS工藝，大大減少比較器數(shù)。TLC5510最大可提供20Ms /s的采樣率，工作電源為5V，功耗為100mW。內(nèi)置采樣保持電路，可簡(jiǎn)化外圍電路設(shè)計(jì)。該轉(zhuǎn)換器用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。第二 A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。所述的處理器采用EP1C12Q240C芯片，該芯片是一種高效的FPGA芯片，該芯片內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸出輸入模塊IOB和內(nèi)部連線三個(gè)部分。FPGA的邏輯是通過(guò)向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了 FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，該芯片允許無(wú)限次的編程。所述的鍵盤的作用是輸入示波器參數(shù)、選擇功能等。本裝置在實(shí)現(xiàn)示波器功能時(shí)，將外部信號(hào)源連接LM358放大器。該信號(hào)源經(jīng)過(guò)LE358放大器進(jìn)行放大整形后，傳送給高速A/D轉(zhuǎn)換器TLC5510，A/D轉(zhuǎn)換器將信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將數(shù)字信號(hào) 傳遞傳給FPGA處理器，以進(jìn)行進(jìn)一步的處理，然后將處理后的輸入信號(hào)源波形經(jīng)LED顯示器顯示出來(lái)。在實(shí)現(xiàn)電壓表的功能時(shí)，將模擬直流電壓連接第二 A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809，模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809用于把被測(cè)模擬直流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，F(xiàn)PGA芯片EP1C12Q240C用于模數(shù)轉(zhuǎn)換控制和測(cè)量數(shù)據(jù)處理，然后將處理后得到的電壓數(shù)據(jù)通過(guò)LED顯示器顯示出來(lái)。這樣，一個(gè)數(shù)字直流電壓表就可以正常工作了。本實(shí)用新型采用的電子元器件均為已知產(chǎn)品，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案即可知電子元器件的具體連接方式。
權(quán)利要求1.一種基于FPGA的測(cè)試裝置,其特征在于,包括放大器、第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器、處理器、LED顯示器和鍵盤，其中，第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器和鍵盤分別連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接LED顯示器，放大器的輸出端連接第一 A/D轉(zhuǎn)換器。
2.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的測(cè)試裝置，其特征在于，所述的放大器采用LM358運(yùn)算放大器。
3.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的測(cè)試裝置，其特征在于，所述的第一A/D轉(zhuǎn)換器采用TLC5510轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的測(cè)試裝置，其特征在于，所述的第二A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809轉(zhuǎn)換器。
5.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的測(cè)試裝置，其特征在于，所述的處理器采用EP1C12Q240C 芯片 。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于FPGA的測(cè)試裝置，包括放大器、第一A/D轉(zhuǎn)換器、第二A/D轉(zhuǎn)換器、處理器、LED顯示器和鍵盤，其中，第一A/D轉(zhuǎn)換器、第二A/D轉(zhuǎn)換器和鍵盤分別連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接LED顯示器，放大器的輸出端連接第一A/D轉(zhuǎn)換器。本裝置利用FPGA芯片的高效處理能力，結(jié)合放大器、A/D轉(zhuǎn)換器等器件，實(shí)現(xiàn)了示波器和數(shù)字電壓表的功能。本裝置所用器件少，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且該裝置體積小、便于攜帶、開發(fā)成本低，是一個(gè)效果較好的掌上試驗(yàn)測(cè)試裝置。
文檔編號(hào)G01R19/25GK203133136SQ2012207254
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者劉偉, 王麗媛, 馮謠, 張瑋龍, 魏海嬌, 鄔果昉, 郎明華, 徐海洋, 趙玉順 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)