基于FPGA的简易示波器、频谱仪

基于FPGA的简易示波器、频谱仪

工程文件下载：基于FPGA的简易示波器、频谱仪
主要功能包括:
（1）可以采集四个通道的输入信号。如果信号是周期的，可以对信号进行同步，可调整触发电平和触发方式（上升沿，下降沿，瞬态触发）；
（2）调整信号坐标轴位置，对信号进行上下左右平移，时间轴缩放，纵轴缩放，对频谱进行幅度缩放；
（3）能够显示英文和数字，计算并显示信号的频率，周期，峰峰值，平均值，坐标轴刻度；
（4）显示信号的频谱幅度，可以设定一个频谱阈值，进行检峰，在侧边栏显示所选谱峰的具体频率；
（5）内部可以产生正弦、方波、三角波信号，可调整频率，供调试使用；
（6）使用4*4行列按键进行控制，6位数码管显示采样频率，单位Hz，如果数值大于数码管位数，则以科学计数法表示，如50E6表示采样频率为50MHz。
采用的是学校提供的Xilinx Basys3开发板，芯片是Xilinx xc7a35tftg256，Verilog语言，平台是Vivado 2017.4。
IP核：
使用的Basys自带的ADC模块，调用XADC IP核进行控制。另外还调用了FFT IP核、块存储生成器（Block Memory Generator）IP核、Clock Wizard IP核、除法器（divider）IP核。均包含在工程文件中。
块内存初始化文件：
一共三个初始化文件：正弦函数表（8位二进制数保存，所以宽度8 bit，深度64）、4*4按键功能的说明图（图片是108*108的一位黑白图片，深度11664，宽度1 bit）、字符的字模数据（字模尺寸8*16，共64个字符，深度512，宽度16 bit）。三个coe文件均包含在工程文件中。
操作说明：
工程使用VGA输出，分辨率640*480，显示界面设计如下：

屏幕上方显示波形，数据显示行显示波形信息（水平垂直分划，信号周期，频率，峰峰值，平均值）；下方显示频谱，数据显示行显示频谱信息（水平频率分划，带宽，频谱分辨率）。
侧边上方有6栏，分别是输入通道选择（4个输入通道和内部信号），内部信号频率，触发模式（上升沿，下降沿，瞬态触发），触发位置（左中右），频谱检峰输出，频谱检峰阈值调整。
右下方是4*4按键的功能示意图。
调整坐标轴位置： 上下调整波形界面的横坐标位置，在屏幕左侧以箭头标示。

调整触发电平位置： 上下调整波形界面的触发电平高度，在屏幕以箭头表示。

波形幅度缩放： 调整信号波形的纵向缩放尺度。

频谱幅度缩放： 调整频谱的纵向缩放尺度。

水平时基缩放： 调整水平方向的时间尺度。

暂停波形刷新：

暂停频谱刷新：

方向键：调整侧边栏的选项 上下选择栏目，左右调整选项

结果展示：

内部正弦波信号3.125 kHz：

内部正弦波信号15.625 kHz：

内部方波信号3.125 kHz：

如果要移植，更改约束文件即可
这个工程是本科毕设作品，能力有限，还有很多错误和不足之处。以后有时间我会介绍一些主要的模块。

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