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毕业设计基于FPGA技术的数字存储示波器设计 - 副本

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学生毕业设计(毕业论文)

系别:信息工程系

专业:电子信息工程

班级:

学生姓名:

学生学号:

设计(论文)题目:基于FPGA技术的数字存储示波器设计指导教师:

设计地点:

起迄日期:

毕业设计(论文)任务书

专业电子信息班级电子085姓名傅浩

一、课题名称:基于FPGA技术的数字存储示波器设计

二、主要技术指标:

(1)带宽:100MHz (2)垂直灵敏度:10mv—5v/div

(3)水平灵敏度:2.5ns—5s/div (4)输入阻抗:1MΩ

(5)存储深度:4KB (6)显示:LED

(7)通道:单通道等

三、工作内容和要求:本设计的数据采集采用高速模/数转换器ADl674(A/

D),直接用FPGA准确定时控制ADC的采样速率,实现整个频段的全速采样。

数据的存储采用双口RAM(UT62-256)存储采样量化后的波形数据,同样用

FPGA控制RAM的地址线。整个系统采用单通道的方式,信号进来首先经过前

端的调理电路把信号电压调整到AD的输入电压范围之内,这里调节电路主要

是由信号衰减电路和信号放大电路所组成。调节后的信号再送到AD变换电路

里面完成信号的数字化。然后把AD转换后的数据送到FPGA中,并把数据保存

到FPGA中的FIFO中,FPGA中的电路主要包括有FIFO、触发系统、峰值检测、

时基电路等。

四、主要参考文献:

[1]杨刚、龙海燕.现代电子技术一VHDL与数字系统设计[M].北京:电子

工业出版社.2004.

[2]侯伯亨、顾新.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计[M].西安:两

安电子科技人学.1999.

[3]潘松下、国栋帅.L实用教程[M].成都:成都电子科技大学出版社.2000.

[4]潘松下、黄继业.EDA技术实用教程[M]北京:科学出版社.2002.

[5]王振红.VHDL数字电路设计与应用实践教程[M].北京机械工业出版社.2003.

学生(签名)2010年5月7日

指导教师(签名)2010年5月10日

教研室主任(签名)2010年5月10日

系主任(签名)2010年5月12

毕业设计(论文)开题报告

目录

摘要

Abstract

第1章前言 (1)

1.1数字存储示波器的发展概

况 (1)

1.2本文所做的研究工

作 (1)

第2章示波器的工作原理 (3)

2.1模拟示波器的基本工作原

理 (3)

2.2数字存储示波器的工作原

理 (4)

第3章 DSP处理器和FPGA的开发过程简介 (5)

3.1D S P处理器的开发过程和应

用 (5)

3.2F P G A的开发过程与应

用 (6)

第4章整体设计方案 (8)

4.1系统整体设计流程图 (8)

4.2整个系统的性能指标 (9)

4.3系统的实现方案 (9)

4.4元器件的选择 (11)

第5章整个系统硬件设计 (12)

5.1前端数据采集部分硬件电路设计 (12)

5.2F P G A外围电路的设计和内部逻辑电路设计 (17)

5.3D S P部分的硬件设计 (24)

第6章系统软件设计 (29)

6.1系统初始化 (29)

6.2数据处理的相关算法 (33)

6.3波形显示程

序 (35)

第7章结束语 (37)

答谢辞

参考文献

摘要

数字存储示波器在仪器仪表领域中占有重要的地位,应用范围相当广泛,所以对示波器的研制有重要的理论和实际意义。本文针对数字存储示波器的设计进行了深入的研究,旨在研制出100MHz带宽的数字存储示波器。

从各个方面考虑,选用了DSP、FPGA和单片机的方案来设计整个系统。整个系统采用单通道的方式。信号进来首先经过前端的调节电路把信号电压调整到AD的输入电压范围之内,这里调节电路主要是由信号衰减电路和信号放大电路所组成。调节后的信号再送到AD变换电路里面完成信号的数字化。然后把AD转换后的数据送到FPGA中,并把数据保存到FPGA中的FIFO中,FPGA中的电路主要包括有FIFO、触发系统、峰值检测、时基电路等。

由于本文采用FPGA,使得数字存储示波器的设计比较灵活,容易升级。可以根据自己的需要进行相关的改进,例如对外围电路做进一步地扩展。

关键词:DSP;FPGA;LCD;单片机;数字存储示波器

ABSTRACT

Digital storage oscilloscopes play an important role in the field of instrumentation,it has a wide range of applications,the development of the oscilloscope has a very important theoretical and practical significance.In this paper, we have do a lot of work to the design of digltal storage oscilloscope.The goal is aimed at the development of the repeat 100MHz bandwidth digital storage oscilloscope.

Considereing from various aspects,we select DSP,FPGA and microcontroller to design the whole system.The whole system is single channel.The signa that come in from the first front-end have been changed a fit voltage which put into a voltage signal AD.Front-end circmts here mainly are composed of by signal attenuation and signal amplifier circuit.After the front-end,the signals have changes the digital signal the by AD circuit.This data has been sent to FPGA,the data is saved to the FIFO in the

FPGA.The main circuit in the FPGA,including FIFO,the trigger system,the peak detection circuit,time-ased circuit,and so on.At the same time,the use of FPGA makes the design more flexible,and easier to upgrade,for example,it is possible to expand extemal circuit of oscilloscopes.

KEY WORDS:DSP,FPGA,LCD ,microcontroller,digital storage oscilloscope

第1章前言

示波器应用非常广泛,包括工业、军事、科研、教育领域都有很大的应用。本章主要对示波器的国内外发展现状和本文所做的研究工作做简要的介绍。

1.1数字存储示波器的发展概况

以前的数字示波器的屏幕更新速率慢,无实时采集能力。九十年代之后,示波器技术得到了飞速发展。比如HP公司推出的54600B 系列数字示波器克服这个更新速率慢的问题。这样,输入信号变化,立即就可以看到显示的变化。例如Tektronix公司的TDS684A型4通道1GHz的数字示波器采用了获专利的数字实时取样技术,并增加了转换率触发和建立与保持触发功能。更新速度也更快。同时泰克公司宣布的DP04000数字荧光示波器,该系列示波器系列拥有350MHz--1GHz的带宽,率先提供了突破性的Wave Inspector技术。在2005年下半年推出几种新型数字存储示波器,其中600MHz和1GHz两种带宽的示波器采用了安捷伦最新一代MegaZoom专利技术,具有最深的存储器和最多的集成通道数以及业内领先的波形观察能力。目前一些国内厂商开始进军手持数字示波器这一高端领域。虽然,从市场需要来看,20MHz带宽的数字存储示波器产品在市场中占有很大的比例。一般20MHz的带宽可以满足很多人的需求。面对这样的行业需求,所以国内示波器生产企业把产品性能设定在20MHz带宽、100MSa/s采样率。采用双通道数据采集,一般是单色LCD显示。尽管我国国产示波器处于起步阶段。但是我国手持数字存储示波器的生产企业在其产品的研发过程中,除了有自己的独立研发中心外,同时也与国内高校进行资源整合,例如电子科技大学就通过与企业合作进行示波器的研发。通过与高校实验室的技术与科研的交流与合作,加强研发团队的科研水平,进一步提高产品的竞争力。

1.2本文所做的研究工作

DSP是16位的RISC处理器,高性能、低功耗是其显著特点。并被广泛应用于各种嵌入式领域。比如在雷达信号处理,数字图像处理方面等等。FPGA是复杂可编程逻辑器件,它具有速度快、稳定性高、设计灵活和价格低廉等许多优点。DSP和FPGA都是现在非常流行的,其性价比也是非常的高。也是两款技术非常成熟的芯片。本文所做的研究工作就是利用这两款芯片进行数字存储示波器的研究和设计。本文进行了底层硬件平台的研究设计、少量的软件驱动程序的设

计和示波器的常用算法的研究工作。例如,根据设计便携式数字存储示波器的实际需要,采用了DSP+FPGA+单片机的设计方案;研究了高频电路的设计方法,独立完成了整个系统的硬件电路设计,并对其中的某些功能模块进行了调试,给出了部分调试报告;研究了FFT、滤波、插值算法。

本文的目的是采用FPGA+DSP+单片机来设计一个100M(重复

带宽)的数字示波器。本设计中DC/100MHz的被测信号经过前端电路把信号调整到AD输入电压的范围之内,经过AD转换变成数字信号,送到DSP中进行相关处理,之后通过DSP多缓冲串口送到单片机中,再由单片机把要显示的数据显示到LCD中的这么一个过程,去实现信号波形的检测。

本文已经完成了示波器硬件平台的搭建,对前端模拟电路的某些部分做了一下改进,触发电路部分抛弃了传统的模拟触发方式,采用了全数字化的触发方式。同时由于本文采用FPGA,使得数字存储示波器的设计较为灵活,容易升级,可以根据用户的需要实现电路的升级。在软件方面,由于示波器的软件量是非常庞大的。所以要想在很短的时间来完成它也是不可能的。本文只是完成了硬件平台的部分驱动程序。同时对示波器所要使用到的相关算法进行了相关的研究。

本课题是一个庞大的系统,其实践性很强,涉及知识非常多,受限于时间和个人的知识水平,尚存在以下不足之处需要以后加强。不足之处有:系统整体性能还有待进一步提高。包括示波器的带宽、存储深度,尤其是存储深度有待进一步提高,同时DSP的存储器容量也

有待提高。整个系统LCD的更新速度有点慢,需要不断改进提高这个系统显示的更新速度。

第2章示波器的工作原理

2.1示波器的工作原理

了解示波器的工作原理是设计好示波器的第一步。示波器可以分为模拟示波器、数字存储示波器二类。下面对这两种示波器的工作原理作简要的介绍。

2.1.1模拟示波器的基本工作原理

模拟示波器工作方式是直接测量信号电压,并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。示波器屏幕通常是阴极射线管(CRT)。电子束投到荧幕的某处,屏幕后面总会有明亮的荧光物质。当电子束水平扫过显示器时,信号的电压是电子束发生上下偏转,跟踪波形直接反映到屏幕上。在屏幕同一位置电子束投射的频度越大,显示得也越亮。设置垂直标度(对伏特/ 格进行控制)后,衰减器能够减小信号的电压,而放大器可以增加信号电压。随后,信号直接到达CRT的垂直偏转板。电压作用于这些垂直偏转板,引起亮点在屏幕中移动。信号也经过触发系统,启动或触发水平扫描。水平扫描是水平系统亮点在屏幕中移动的行为。触发水平系统后,亮点

以水平时基为基准,依照特定的时间间隔从左到右移动。许多快速移动的亮点融合到一起,形成实心的线条。

图2-1给出了模拟示波器的体系结构图。

图2-1模拟示波器体系结构图

2.2数字(存储)示波器的工作原理

数字存储示波器不是将波形存储在示波管内的存储栅网上, 而是存在存储器中, 因而存储时间可以无限长。数字存储示波器主要利用A/D转换技术和数字存储技术来工作, 它能迅速捕捉瞬变信号并长期保存。该示波器首先对模拟信号进行高速采样以获得相应的数字数据并存储, 存储器中储存的数据用来在示波器的屏幕上重建信号波形; 然后利用数字信号处理技术对采样得到的数字信号进行相关处理与运算, 从而获得所需要的各种信号参数; 最后, 该示波器根据得到的信号参数绘制信号波形, 并对被测信号进行实时、瞬态分析,

以方便用户了解信号质量, 快速准确地进行故障诊断。数字存储示波器将输入模拟信号经过AD/转换, 变成数字信号, 储存在半导体存储器RAM中, 需要时将RAM中存储的内容读出显示在LCD, 或通过DA/转换, 将数字信号变换成模拟波形显示在示波管上。数字存储示波器可以采用实时采样, 每隔一个采样周期采样一次, 可以观察非周期信号川。数字示波器的采样方式包括实时采样和等效采样(非实时采样)。等效采样又可以分为随机采样和顺序采样, 等效采样方式大多用于测量周期信号。图2-2表数字示波器工作原理框图。

图2-2数字示波器工作原理框图

第3章DSP处理器和FPGA的开发过程简介

DSP在数字图像处理,音频信号处理等方面有着非常广泛的应用。它以其专门的硬件乘法器,特殊的信号处理指令使得它高速的运算速度比最快的CPU还快上好几十倍。FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的使用非常灵活,同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和

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数字示波器是随着数字集成电路技术的发展而出现的新型智能化示波器,己经成为电子测量领域的基础测试仪器。随着新技术、新器件的发展,它正在向宽带化、模块化、多功能和网络化的方向发展。数字示波器的优势是可以实现高带宽及强大的分析功能。现在高端数字示波器的实时带宽已达到20GHz,可以广泛应用于各种千兆以太网、光通讯等测试领域。而低端数字示波器几乎可以应用于国民经济各个领域的通用测试,同时可广泛应用于高校及职业学校的教学,为社会培养众多的后备人才。数字示波器的技术基础是数据采集,其设计技术可以应用于更广泛的数据采集产品中,具有深远的意义。 为了巩固大学4年来所学的知识,将课本上的理论知识运用到实际中,我选择了简易数字示波器这个题目作为的大学毕业设计题目。 自从1972年世界上第一台数字示波器问世以来,经历了三个发展阶段。1986年以前为DSO发展的初期阶段,当时的取样率较低,一般不超过50MSa/s,带宽在20MHz以下,结构形式以数字存储加传统模拟示波器二合一的组合式为主,功能少,性能低。主要代表性产品有美国哥德(Gould)公司生产的4035,HP公司生产的HP54200。1986年--1994年,伴随高速ADC和高速RAM的迅速发展,DSO的发展也进入了快车道,取样率达到了4GSa/s,记录长度超过32K。每年各示波器生产厂商都推出新的型号,技术上开始走向成熟。1989年,HP公司率先停止了模拟示波器的生产,专心培育数字示波器市场。到1993年,DSO的销售额就超过了传统模拟示波器,使持续将近半个世纪的模拟示波器市场发生动摇。1995年以后,DSO 在技术上己经成熟,带宽在100MHz以上,DSO已经完全取代了模拟示波器。2004年10月,AGILENT公司推出了具震撼性的DS081304A数字存储示波器,带宽 3GHz,上升时间23ps,最高采样率40GHz。这时,除了继续提高取样率(最高达 40GSa/s)、带宽(达20GHz)和增加记录长度(达16MB)外,DSO制造商开始向100MHz 以下带宽的通用DSO方向发展,并且性价比迅速提高。1996年,AGILENT公司面向

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性等。 专业特色 数字媒体技术专业的教学与出版、新闻、影视等文化媒体及其它数字媒体软件开发和产品设计制作行业的要求相结合,培养面向数字网络时代兼具信息传播理论、数字媒体技术和设计管理能力的复合型人才。 二、四年规划 (一)大学一年级 1、大一是夯实基础的时期,所以要认真对待专业课,打下扎实的基础,为以后的学习做好铺垫。 2、申请加入了卡索映画和东大文教中心,希望能顺利进入这两个大家庭,利用空余的时间多参与活动,在不耽误学习的前提下,提高自己的能力。 3、有效地利用图书馆的资源,在时间允许的情况下继续自己读文学小说的爱好,多看与专业、兴趣有关的书籍。 4、延续自己对二胡、练字的热情。 5、尽可能地修高绩点,为分专业做好充足的准备。 6、学习摄影。 (二)大学二年级 1、大二是一个承上启下的年级。思想和行为都日渐成熟,所以继续培养自己良好的学习生活习惯。 2、拿下英语四级的证书。

简易数字示波器设计_本科论文

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毕业论文基于STC单片机虚拟简易示波器的设计

题目:基于STC单片机虚拟简易示波器的设计 目录 1.实验目的及意义 (1) 2. 试验内容及方案论证 (1) 3.系统工作原理 (2) 4.硬件电路设计 (2) 5.系统软件设计 (3) 5.1下位机设计 (3) 5.2 上位机设计 (6) 6.系统调试 (8) 6.1硬件调试 (8) 6.2 软件调试 (8) 6.3 软硬联调 (9) 7.实验结果与误差分析 (9) 8.实验小结及体会 ........................................................................ 错误!未定义书签。参考文献: (11)

1.实验目的及意义 (1)学会利用AT89C5X系列单片机控制AD7862实现模拟的电压的采集; (2)学会利用串口与PC机进行通信将测量数据发送给PC机,在PC机上利用Visual C++ 6.0编写上位机界面,并显示数据与波形; (3)通过应用Altium Designer 6软件掌握电路板的原理图绘制及pcb板的生成; (4)学会利用Keil uVision4软件编写并调试单片机的下位机程序,利用Keil uVision4与wave6000软件结合,对硬件电路采集来的数据进行分析。 2. 试验内容及方案论证 在实际应用中,经常会遇到一些突发信号,需要对其进行高速采集,这种情况下采用高速的A/D自然成为首选。AD7862是AD公司推出的一个高速,低功耗,双12位的A/D转换,单+5V供电,功率为60mW。它包含两个4us的延时的ADC,两个锁存器,一个内部的+2.5V参考电压和一个高速并行输出端口。有四个模拟输入通道,分为两组,由A0选择。每一组通道有两个输入(VA1 & VA2 or VB1 & VB2),它们能同时的被采样和转化,保存相对的信号信息。它可以接受+10v的输入电压范围(AD7862-10),+2.5(AD7862-3)和0-2.5v(AD7862-2)。对模拟电压输入,具有过电保护功能,相对地,允许输入电压到达+17v,+7v,+7v,而不会造成损害,本实验选用AD7862-10。其具有以下主要特点: 1、4通道模拟输入,2路同时转换(内置2个可同时工作的12位集成AD 转换器); 2、4us转换时间,250ksps采样速率; 3、可选模拟量输入±10V(AD7862-10); 4、高速12位并行总线输出; 5、内部提供+2.5V参考电压或者由外部提供参考电压;; 6、单一电源工作。 本实验采用的微处理器是STC89C52RC单片机。STC89C52RC单片机使用方便,它与AT89S52单片机具有相同的内核,内部有256 Bytes片内RAM、8K Flash ROM,支持串口下载,易于在线编程调试,故采用这种单片机来做处理器。

云存储

云存储 云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时,云计算系统中就需要配置大量的存储设备,那么云计算系统就转变成为一个云存储系统,所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说,云存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方,透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据。一、简介 云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和衍生发展出来的一个新的概念。云计算是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经计算分析之后将处理结果回传给用户。通过云计算技术,网络服务提供者可以在数秒之内,处理数以千万计甚至亿计的信息,达到和”超级计算机”同样强大的网络服务。云存储的概念与云计算类似,它是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统,保证数据的安全性,并节约存储空间。简单来说,云存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方,透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据。[2]如果这样解释还是难以理解,那我们可以借用广域网和互联网的结构来解释云存储。 云状的网络结构 相信大家对局域网、广域网和互联网都已经非常了解了。在常见的局域网系统中,我们为了能更好地使用局域网,一般来讲,使用者需要非常清楚地知道网络中每一个软硬件的型号和配置,比如采用什么型号交换机,有多少个端口,采用了什么路由器和防火墙,分别是如何设置的。系统中有多少个服务器,分别安装了什么操作系统和软件。各设备之间采用什么类型的连接线缆,分配了什么IP地址和子网掩码。 但当我们使用广域网和互联网时,我们只需要知道是什么样的接入网和用户名、密码就可以连接到广域网和互联网,并不需要知道广域网和互联网中到底有多少台交换机、路由器、防火墙和服务器,不需要知道数据是通过什么样的路由到达我们的电脑,也不需要知道网络中的服务器分别安装了什么软件,更不需要知道网络中各设备之间采用了什么样的连接线缆和端口。广域网和互联网对于具体的使用者是完全透明的,我们经常用一个云状的图形来表示广域网和互联网 虽然这个云图中包含了许许多多的交换机、路由器、防火墙和服务器,但对具体的广域网、互联网用户来讲,这些都是不需要知道的。这个云状图形代表的是广域网和互联网带给大家的互联互通的网络服务,无论我们在任何地方,都可以通过一个网络接入线缆和一个用户、密码,就可以接入广域网和互联网,享受网络带给我们的服务。 参考云状的网络结构,创建一个新型的云状结构的存储系统系统,这个存储系统由多个存储设备组成,通过集群功能、分布式文件系统或类似网格计算等功能联合起来协同工作,并通过一定的应用软件或应用接口,对用户提供一定类型的存储服务和访问服务。 当我们使用某一个独立的存储设备时,我们必须非常清楚这个存储设备是什么型号,什么接口和传输协议,必须清楚地知道存储系统中有多少块磁盘,分别是什么型号、多大容量,必须清楚存储设备和服务器之间采用什么样的连接线缆。为了保证数据安全和业务的连续性,我们还需要建立相应的数据备份系统和容灾系统。除此之外,对存储设备进行定期地状

数字媒体技术专业大学生职业生涯规划范文

数字媒体技术专业大学生职业生涯规划范文 一、前言 著名管理学家诺斯威尔认为职业生涯规划是个人结合自身情况和眼前制约因素,为自己实现职业目标而确定行动方向、行动时间和行动方案。近年来高校毕业生人数持续大幅度增长。虽然经济和社会发展对高校毕业生有着旺盛的需求,但是由于高校毕业生供给的快速增长大于需求的增长,以及当前我国高等教育的发展与经济、社会发展的需求不相适应,使得高校毕业生就业形势依然严峻。职业生涯规划在缓减大学生就业压力中有着举足轻重的作用,是当代大学生成功就业,创业的必要前提,从而促使大学生更好的实现人生价值。由此可见,在人的一生中,职业生涯规划有着重大的作用。 二、自我分析 (一)性格认识 我是一名大学一年级电子科学与技术专业的本科在校生。对生活充满热情,喜欢自由的生活并善于发现其中的乐趣和变化。善于理解而非判断他人。乐观,善于鼓舞他人,能用自己的热情感染他人。责任心强,善于观察,做事认真。易于沟通,能够以积极的态度面对工作及尽自己的能力及时的完成任务。 (二)能力分析 1、优点:有理想、自信、擅长思考,有逻辑性,善于处理概念性的问题,具有很强的创造性思维,挫折承受能力强。对生活充满热情,勤奋好学,诚恳踏实、积极向上。乐观,易于沟通。

2、缺点:注意力容易游移,对目标的韧性和坚持性不够,缺乏足够的耐心,有时不能贯彻始终。目前校园内人际关系一般,成绩一般。 (三)缩小差距的方法 教育培训方法 (1)充分利用毕业前在校学习的时间,为自己补充所需的知识和技能。包括参与社会团体活动、广泛阅读相关书籍、选修、旁听相关课程、报考技能资格证书等。 (2)充分利用公司给员工提供的培训机会,争取更多的培训机会。 (四)自我分析小结 遇到困难的事,要保持头脑冷静,要留给自己反思的时间,多 反省自己,努力使自己的头脑灵活起来,多与人沟通,或向高人求教。保持乐观积极的态度,努力搞好学习,提升能力。发扬自我优点,做事仔细认真、踏实,友善待人,做事锲而不舍,勤于思考,全面考虑问题。 三、职业分析与定位 (一)职业分析 随着市场竞争的日益加剧,各行各业对计算机数字媒体技术专 业人才均有需求。特别是近几年,计算机数字媒体技术专业在全国的人才市场需求排行榜上名列前茅。目前,国内各企业计算机专业人才的需求持续井喷。然而,在计算机数字媒体技术专业人才大量需求的环境下,市场对计算机数字媒体技术专业人才的要求更趋精英化和专

虚拟数字示波器的设计和实现

一、绪论 1.1 虚拟示波器背景 示波器是电子测量行业最常用的测量仪器之一,主要用来测量并显示被测信号的参数和波形,在科学研究、科学实验以及现场监测等许多领域被广泛应用。随着科学研究的不断深入和各种高新技术的不断发展,传统示波器的诸如波形不稳定、测读不准确等许多缺陷逐渐显露出来,而且体积大,耗电多,越来越不能满足现代应用的需要。 “虚拟仪器”这一新概念测量仪器的诞生,使示波器突破了传统,在功能和作用等多方面发生了根本性变化。虚拟仪器将计算机和测量系统融合于一体,用计算机软件代替传统仪器的某些硬件的功能,用计算机的显示器代替传统仪器物理面板。 虚拟示波器是虚拟仪器的一种,它不仅可以实现传统示波器的功能,具有存储、再现、分析、处理波形等特点,而且体积小,耗电少。虚拟示波器使用功能强大的微型计算机来完成信号的处理和波形的显示,利用软件技术在屏幕上设计出方便、逼真的仪器面板,进行各种信号的处理、加工和分析,用各种不同的方式(如数据、图形、图表等)表示测量结果,完成各种规模的测量任务。鉴于虚拟示波器的种种优点及广泛用途,研究出性能优越、价格低廉的虚拟示波器是十分重要的。 1.2 性能指标 本示波器与常见的示波器比较,最大的特点是可以定量地给出信号的各种参量,比如最大、最小值和频率等,无需使用者再去数格子,然后还要计算。特别适合于学校教学实验的需求,在学校教学中可以直联投影机,使全体学生都可以远距离看到信号波形的演示。 本示波器采样USB接口,其频率比并口示波器略高,同样支持直流测量,可以定量测量信号,主要技术指标如下: 采样频率:共八挡可调:323.53kHz、100kHz、50kHz、20kHz、10kHz、5kHz、2kHz、1kHz。本机测量的信号频率应在70kHz以下。 最高输入电压:共两挡可选:±2.5V,±12.5V,如果接入10:1示波器探棒,最大输入电压可达±125V。 输入阻抗:1MΩ。 供电电压:无需外部供电,直接从PC机的USB口取电。 接口:USB接口。 二、硬件设计 具体电路原理图见附录一,从图中可以看出电路的输入信号调理部分和信号转换部分与常见的并口示波器相同,R10、R11、R12、R13、R14、C19、C20和C21构成输入交直流切换和衰减网络,提供交直流输入切换和1:1、1:5的输入信号切换功能;TL074中的一个运放U 1 A和其周边元件构成一个跟随放大器,提供了输入保护和阻抗转换功能;TL074中的另一个运放U1B

数字存储示波器毕业论文

摘要 数字存储示波器是随着数字电路的发展而发展起来的一种具有存储功能的新型示波器。原先人们看好的模拟示波器的一些优点,目前数字示波器已完全能够做到,特别是在捕获非重复信号、避免信号的虚化和闪烁、在时间上从触发事件反问寻迹——实现在电路中隔离故障等方面,数字示波器显示出了模拟示波器无可比拟的优势。因此,数字示波器由于其优势的性能、良好的性能价格化,刚一问世,就显示出它强大的生命力,各行各业均迫切需要,有其广阔的发展前途。 本简易数字存储示波器,以单片机为控制核心,由通道调理、触发、波形显示等功能模块组成。本系统对触发系统、水平扫描速度和垂直灵敏度的自动设置功能(AUTOSET)及波形参数测量等功能进行了重点设计。设计中采用了模块化设计方法,并使用了多种EDA工具,提高了设计效率。整个设计实现了存储示波器的所有功能要求,达到较高的性能指标。 关键词:存储器,转换器,数字存储示波器,单片机

ABSTRACT It is that one developed with development of the digital circuit is new-type oscillograph which stores the function that the figure stores the oscillograph . Original ancestors see some advantages of the good simulation oscillograph , the digital oscillograph can already be accomplished at present, catching and is not repeating the signal, avoiding melting and glimmers specially emptily, reply the mark of seeking from the incident of touching off on time of the signal --Realizing it in isolating the trouble in the circuit etc., the digital oscillograph demonstrates the incomparable advantage of the simulation oscillograph . So digital oscillograph because performance , good performance price of advantage their, just coming out , demonstrated its strong vitality, all trades and professions needed urgently , there is its wide development prospect. . T his simple and easy figure stores the oscillograph, regard one-chip computer as the core of controlling, nursed one's health, touched off by the pass-way, the wave form shows, etc. the function module makes up . Such functions as automatic establishment function (AUTOSET ) and wave form parameter that this system scanned the speed and vertical sensitivity in touching off system , level are measured have been designed especially. Have adopt the module design method in the design, has used many kinds of EDA tools, have improved design efficiency. The whole of functions of designing and realizing storing the oscillograph require , reach the higher performance index Keyword: the memory , the converter, the figure stores the oscillograph , Micro Computer Unite

数字媒体技术毕业设计 游戏UI设计与制作《精灵寻宝》

毕业设计报告 题目:_游戏UI设计与制作《精灵寻宝》学生: 指导老师: 系别:软件学院现代设计系 专业:数字媒体技术 班级: 学号:

目录 一、毕业设计课题概述 (1) (一)选题来源 (1) (二)设计计划 (1) 1.设计内容明细 (1) 2.设计进程计划 (2) 二、设计展开计划 (2) (一)市场调查 (2) 1.手机游戏UI设计的发展 (2) 2.美术风格在手机游戏界面的不同表现 (3) (二)课题分析与定位 (4) (三)创意与表现 (5) 三、作品设计说明 (6) (一)游戏名称及游戏背景 (6) (二)主功能图标设计与制作 (6) (三)游戏界面设计与制作 (6) 1.登入界面 (7) 2.选角界面 (8) 3.主界面 (9) 4.二级界面 (10) 5.三级界面 (12) 四、设计感想 (13)

一、毕业设计课题概述 我的毕业设计作品是设计与制作一款手机游戏《精灵寻宝》。游戏UI风格以美式卡通风格为主,古旧的羊皮纸质感,还尝试加入偏欧式的界面元素。 游戏背景是欧式时期的精灵王国,精灵骑士为了夺回宝藏,踏上了寻找盗贼的漫漫征程。而在征程中,又遇到了目的不同的各种伙伴,一起向盗贼的城堡进发。《精灵寻宝》设定为一款横版角色扮演类的手游,设计并制作出的游戏界面有登入界面、主界面、背包装备界面、背包道具界面、战斗界面、商城钻石界面、商城礼包界面、角色属性界面、角色技能界面、角色羁绊界面、任务界面、签到界面、设置界面、图鉴界面、三级界面,一共绘制15个界面以及界面内所有图标。游戏界面的功能分布合理,同时也在交互方面考虑到了能够正常运行游戏的布局。游戏界面大小采用了iPhone5手机的屏幕尺寸,大小为1136*640px,分辨率为72px。该作品是运用Photoshop软件,以Wacom影拓5数位板制作完成的。 (一)选题来源 随着时代的发展,智能手机飞速普及,手机的功能也逐渐增加,交友软件、网购、简易化办公,还有各种款式的游戏。游戏已经成为现代人类消遣的方式之一,相比起早期单一的游戏形式,现在的游戏更多的展现了其可玩性,着重展现了游戏的画面和角色,甚至还有游戏花重金聘请有名的明星和声优为其代言和配音,以此来吸引潜在玩家。而一个游戏,能在游戏产品遍地开花的情况下脱颖而出甚至多年创收,不仅要不断的进行玩法创新和界面更新,追上时代的步伐。游戏UI包括但不限于游戏登录界面、操作界面、游戏道具、技能标志、游戏中的小物件等,而设计好游戏UI就能从玩家一开始注意到游戏吸引他们,做好游戏UI,让玩家在闲暇时间从视觉上享受游戏。 (二)设计计划 1.设计内容明细 设计以个人独立完成的形式完成一套完整的游戏UI展示,其中含主界面在内的15个功能界面,制作的游戏界面有登入界面、主界面、背包装备界面、背包道具界面、战斗界面、商城钻石界面、商城礼包界面、角色属性界面、角色技能界面、角色羁绊界面、任务界面、签到界面、设置界面、图鉴界面、三级界面,一共绘制15个界面以及界面内所有图标。游戏UI界面设计风格以美式卡通为主,作品功能齐全,界面整洁,布局合理。界面尺寸大小1136*640像素,分辨率为72像素。 2.设计进程计划

基于STM32的简易数字示波器

山东科技大学 课程设计报告 设计题目:基于STM32的简易数字示波器 专业: 班级学号: 学生姓名: 指导教师: 设计时间: 小组成员:

基于STM32的数字示波器设计 -----------硬件方面设计 摘要 本设计是基于ARM(Advance RISC Machine)以ARM9[2]为控制核心数字示波器的设计。包括前级电路处理,AD转换,波形处理,LCD显示灯模块。前级电路处理包括程控放大衰减器,极性转换电路,过零比较器组成,AD的转换速率最高为500KSPS,采用实时采样方式,设计中采用模块设计方法。充分使用了Proteus Multisim仿真工具,大大提高了设计效率,可测量输入频率范围为1HZ—50KHZ 的波形,测量幅度范围为-3.3V—+3.3V,并实现波形的放大和缩小,实时显示输入信号波形,同时测量波形输入信号的频率。 总体来看,本文所设计的示波器,体积小,价格低廉,低功耗,方便携带,适用范围广泛,基本上满足了某些场合的需要,同时克服了传统示波器体积庞大的缺点,减小成本。 关键词:AD ,ARM,实时采样,数字示波器

目录 前言---------------------------------------------------------------------------------3第一章绪论--------------------------------------------------------------------4 1.1课题背景---------------------------------------------------------------------4 1.2课题研究目的及意义----------------------------------------------------4 1.3课题主要的研究内容----------------------------------------------------5 第二章系统的整体设计方案--------------------------------------------6 2.1硬件总体结构思路--------------------------------------------------------6 第三章硬件结构设计------------------------------------------------------------7 3.1程控放大模块设计-------------------------------------------------------7 3.1.1程控放大电路的作用-------------------------------------------7 3.1.2程控放大电路所用芯片---------------------------------------7 3.1.3AD603放大电路及原理----------------------------------------8 3.2极性转换电路设计------------------------------------------------------10 3.3 AD转换电路及LED显示电路等(由组内其他同学完成) 第四章软件设计(由组内其他同学完成) 第五章性能能测试与分析--------------------------------------------------15 第六章设计结论及感悟-----------------------------------------------17参考文献----------------------------------------------------------------------18

一级视频云存储技术方案

1一级视频云存储系统设计 1.1一级网络视频云存储概述 本项目采用华为网络视频云存储VCN3000设计一级视频云存储子系统.采取分布式直接存储,集中管理的方式,针对摄像头视频存储硬件采用针对视频存储优化的网络视频存储和磁盘阵列,所有的存储设备部署在各辖区运营商机房(六个),前端摄像头采用标准的H.264编码RTP流,直写到网络视频存储中。 华为网络视频云存储VCN3000采用由管理平台、IP网络,通过虚拟化、云结构化和高精确视频直接存储模式。运用负载均衡、对象存储等技术,结合视频、图片数据特点,面向应用,满足视频监控业务高可靠性、不间断的海量存储需求。采用分散存储技术加速大数据智能分析快速提取和分析效率。 华为网络视频云存储VCN3000系统使用存储虚拟化技术针对海量存储应用需求,为用户提供透明存储构架、高可扩展性的云管理存储服务。在云管理存储系统中将信令与业务承载码流相分离,云管理服务器只处理控制信令而不处理视频数据,实时视频数据直接写入到云管理存储物理存储节点,无需中间环节。 视频云管理存储管理软件在市局监控中心以集群方式进行部署,实现全市所有监控点和所有云管理存储物理设备的统一管理。 视频云管理存储系统中,IPC直写存储设备,采用云管理方案解决云管理存储管理单节点失效问题,利用负载均衡技术充分利用各存储节点的性能。云管理存储系统采用统一接口与视频管理平台对接,降低平台维护和用户管理复杂度。 华为网络视频云存储VCN3000支持基于GB/T28181标准实现与各级标准平台(符合GB/T28181规范的标准平台)间的互联互通,平台之间通过信令安全路由网关进行信令对接,在信令的控制下媒体通过媒体服务器互联。该体系构架可以支持上下级级联、平级级联以及监控报警专网与公安网的互联。

数字式小示波器的设计【开题报告】

开题报告 电子信息工程 数字式小示波器的设计 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 在现代电子测量中,示波器作为最常用的仪器之一,被我们广泛的应用于各个领域。众所周知,示波器可以用来观察、测量和记录各种瞬时电压电流,同时还可以通过波形的方式来显示电压电流与时间的关系。从波形中,我们可以知道所测信号的很多特征,包括信号的时间与相应的电压电流值、信号的周期与频率、信号的直流部份和交流部份、是否存在故障部件使信号产生失真、信号的噪声值及噪声随时间变化的情况、多个波形信号的比较等等。通过示波器的直观显示,我们能更加深入的理解被测对象。通常,示波器产生的是一个二维波形,它的Y轴方向上显示的是输入端接收的电压或电流信号,而X轴方向显示的则是它的时间参数。传统的模拟示波器,显示器件采用的是CRT(一种使用阴极射线管的显示器)。工作时,电子管发射的电子束经过加速、聚集后打在荧屏上面,从而发出荧屏光。由于现代计算机技术与微电子技术的不断发展,示波器已开始了从模拟向数字的过渡。同模拟示波器相比,数字示波器具有更多的优点,所以它开始逐步取代模拟示波器的地位,并成为市场上的主流产品。 通常,模拟示波器在非周期性单次瞬变信号的观测方面是比较难以实现的,但数字技术恰恰能够很好地解决这一问题。通过这一技术,我们就能将各种信号无失真地显示并存储。我们都知道,数字示波器是随着模—数转换器(即ADC)发展起来的,并且目前已逐步趋于实用化。由进一步的了解可知,数字示波器主要是利用A/D转换技术和数字存储技术来工作的。它将模拟信号经过A/D实时采样以产生数字信号并在存储器中长期保存。当该数字示波器进行工作时,它先对从探针中输入的模拟信号进行A/D转换,从而得到与输入瞬时值对应的一系列数值,并将这些数值进行存储。而存储后的数值经过处理器复杂的处理运算后,将被用于液晶显示器信源波形的绘制及信源波形各种参数的计算与分析。这就是数字示波器的基本工作原理。 由参考文献可知,我们所要设计的这个系统主要由单片机和液晶显示器两大部份组成[1,2,3]。其中,单片机是为满足工业控制而设计出来的,因此它的实时控制功能特别强,其CPU可以对I/O直接进行操作,位操作能力更是其它计算机不能比的。而且,由于CPU、I/O接口及存储器集成在一块芯片上,各部件之间连接紧凑,因此数据在传输时受到的干扰比较小,且不易受到环境条件的影响,可靠性极高。同时,单片机还具有体积小、价格低等优点,它非同寻常的嵌入式应用特点对于

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