基于FPGA和TFT彩屏液晶的便携示波器设计
2．1 信号调理电路
信号调理电路实现了对输入信号的程控衰减放大，它由增益变化范围线性连续可调的可控增益放大器AD603组成。通过FPGA，结合8位D／A转换芯片CA3338E，对两片AD603引脚端的输入电压进行控制，增益和控制电压关系为：
其中，Vc1，Vc2分别表示两片AD603的控制电压。
在工作时，FPGA输出控制信号，使继电器对输入信号进行100倍衰减。衰减后的信号经A／D转换后采集到FPGA中，根据预先设置的档位判断信号所属的范围。如果信号幅度过低，不在这些范围之内，则FPGA重新发出控制信号，并减小对输入信号的衰减倍数，直到衰减后的信号满足最佳测量范围为止。对应于每个档位的信号，输出一个8位的数字信号至CA3338E芯片，并将其输出的模拟信号加到AD603的输入端，得到不同的放大倍数，完成信号的程控衰减放大。信号调理电路实现了自动增益控制的功能，有效地提高了输入信号的动态范围。
2．2 FPGA核心板模块
FPGA核心板是系统的核心，一方面负责采集并缓存数据，另一方面实现与单片机的通信。FPGA最小系统板采用的是Xilinx公司SpartanII系列的XC2S200-PQ208型20万门芯片，其配置芯片为Xilinx公司的专用配置PROM芯片XCF02S，以实现加电自动配置。核心板采用5 V输入，板上有两块LM317电源芯片分别输出3．3 V和2．5 V电压。板上采用40 MHz有源晶振，满足高速设计要求。
2．3 高速A／D模块
本系统选用ADI公司的12位高速模／数转换芯片AD9224，完成对模拟信号的A／D采样功能，该芯片具有极佳的动态无杂波失真范围。AD-9224的电源由+5 V的模拟电源和+3．3 V的数字电源组成。为减少A／D转换结果的二次谐波，提高信噪比(RSN)，A／D芯片前端采用AD8138组成信号调理电路将单端信号转换成差分信号输入。该放大器的输入阻抗高达6 MΩ，可以直接与输入信号相连从而省略隔离放大器，因而可大大精简了电路结构。AD9224的外围电路设计如图3所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/191214.htm
2．4 单片机与液晶模块接口
单片机使用C8051F020，它是一种高集成度的混合信号片上系统，有按8位端口组织的64个数字I／O引脚。液晶模块采用ILI9320片上系统(SoC)驱动器，支持26万色显示，分辨率为240 RGBx320像素，图像数据存储区的大小为172 800字节。ILI9320与MCU之间有4种总线接口方法，分别为i80系统总线、串行总线、RGB总线和VSYNC总线。本系统中采用i80总线进行控制，通过读使能(RDB)和写使能(WRB)2条控制线进行读写操作，其中数据线的宽度为8位，液晶模块中的控制信号和数据信号均为标准的TTL电平，应用时直接与单片机的GPIO总线相连。
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