基于FPGA的示波器圖文顯示

0 引言
FPGA(Field Programmable Gate Array)，即現場可編程門陣列是大規模可編程邏輯器件，可以取代現行所有的全部微機接口芯片，實現微機系統中的存儲、地址譯碼等多種功能。利用 FPGA可以把多個微機系統的功能電路集成在一塊芯片上。應用FPGA設計功能電路時，可以讓人們的思路從傳統的以單片機或DSP芯片為核心的系統集成型轉向單一專用芯片型設計。傳統的示波器雖然功能齊全，但是體積大、重量重、成本高、等一系列問題使應用受到了限制。有鑒于此，便攜式數字存儲采集器就應運而生，它采用了LCD顯示、高速A／D采集與轉換、ASIC芯片等新技術，具有很強的實用性和巨大的市場潛力，也代表了當代電子測量儀器的一種發展趨勢，即向功能多、體積小、重量輕、使用方便的掌上型儀器發展。

1 系統總體設計讀寫
根據設計要求：在示波器上顯示2個以上字符或圖案，如顯示0-9十個數字及英文字符、圖象等，結合示波器顯示原理，設計電路如圖1所示。將要顯示的數字或符號進行取模，得到其二進制形式表示。將轉換好的數據送入FPGA內部RAM存儲。

在設計上我們使用了XILINX的SPARTAN-3芯片，作為控制器，完成總的數控部分、鍵盤和和顯示接口部分的控制。采用八位(或者更高位)D／A轉換，對FPGA芯片輸出二進制數字量進行數一模轉換，在經過高速運算放大器后得到其電壓量。分X，Y兩路輸出給示波器，根據示波器原理，在屏幕上打點顯示數字(或者圖形)。而Z通道作為另一路獨立通道，對顯示的數字亮度進行可控顯示。