基于SOPC的任意波形發(fā)生器人機交互系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、信號發(fā)生器廣泛應(yīng)用于電子電路、工業(yè)生產(chǎn)和科學工程領(lǐng)域,隨著科學技術(shù)的發(fā)展和測量技術(shù)的進步,對信號源的頻譜純度、頻率穩(wěn)定性、帶寬范圍以及信號波形的種類等提出了越來越高的要求,普通的信號發(fā)生器已無法滿足數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域科研和教學的要求?；贒DS技術(shù)的任意波形發(fā)生器已成為信號源的主流。近年來FPGA的資源容量、工作頻率以及集成度都得到很大提高,為DDS電路設(shè)計提供了新的解決方案。在FPGA芯片內(nèi)部設(shè)計DDS電路具有很大的靈活性,既節(jié)約成本、縮小

2、體積,又提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 任意波形發(fā)生器的廣泛普及和用戶人機交互意識的提高,用戶對AWG的易操作性和界面友好性也提出更高的要求。友好的操作界面會降低用戶的認知負荷,使人機交互更加直接自然,從而提高儀器的普及率。因此設(shè)計一套友好的人機交互系統(tǒng)成為當今AWG研究的另一重點領(lǐng)域。
　　 SOPC技術(shù)的出現(xiàn),其軟硬件協(xié)同設(shè)計思想使嵌入式系統(tǒng)設(shè)計更加靈活,為智能儀器的人機交互系統(tǒng)設(shè)計提供了新的思路。在FPGA芯片內(nèi)設(shè)計DD

3、S電路實現(xiàn)任意波形發(fā)生器的硬件功能后,本文基于此硬件結(jié)構(gòu)采用SOPC技術(shù)完成它的人機交互系統(tǒng)設(shè)計。論文完成了任意波形發(fā)生器人機交互系統(tǒng)的硬件模塊設(shè)計、μC/GUI的移植、人機交互界面設(shè)計以及人機接口驅(qū)動設(shè)計等,為新型DDS任意波形發(fā)生器的人機交互系統(tǒng)設(shè)計提供了一種方案。系統(tǒng)采用Altera公司提供的32位軟核處理器NiosⅡ為嵌入式的主控制器,使用480*272高分辨率的TFT彩色液晶屏為顯示輸出設(shè)備。為了實現(xiàn)對LCD顯示屏的控制,采用

4、Avalon突發(fā)讀模式設(shè)計一個通用的LCD控制器,以IP核的形式掛接到Avalon總線上;為了實現(xiàn)對PS/2設(shè)備的控制,在FPGA內(nèi)部設(shè)計PS/2控制器,也以IP核的形式掛接到Avalon總線上。人機輸入設(shè)備既包括了PS/2鼠標、鍵盤,還實現(xiàn)了觸摸屏功能,并完成在μC/GUI上的軟件驅(qū)動設(shè)計,實現(xiàn)對系統(tǒng)的輸入操作。為了滿足嵌入式系統(tǒng)對實時性的要求,系統(tǒng)開發(fā)中使用了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng),系統(tǒng)劃分了多個任務(wù),按照不同的優(yōu)先級進行調(diào)度。此外