3 FPGA程序设计
此部分实现的主要的功能是将A/D转换后的数据经FPGA控制写入RAM及将数据从RAM读出经FPGA输出给D/A转换器,顶层原理图如图5所示。外围主要接口端功能为:A[15..3]为数据输入端,CLK4M为时钟信号端,TONGIN为触发端口,CS、RC、WE、OE为片选、转换、读写控制端,RAMI、RAMO、AA为存储器I/O端、地址端,QQ为数据输出端。
其中模块CHANA实现的功能是对数据的最高位取反,因为AD976最高位“l”表示负电平,而AD669最高位“1”表示高电平;模块INTRD在EN为“1”,信号上升沿过零点时,Q输出为“l”,直到完成对存储器的写操作为止;模块SIGND是整个程序的核心部分,主要功能是为存储器和lAD976提供控制信号,启动A/D转换,对存储器进行写操作和读操作;模块SAN在对存储器由写操作转变为读操作后,将存储器的数据输出变为高阻态,不妨碍存储器数据的正常读入;模块TONG端口A外接开关,按下时低电平,起同步作用。仿真结果如图6,(a)为写操作时的仿真波形;(b)为读操作时的仿真波形。当运行在写操作时,QQ无输出,如图6(a)所示,实现存储功能,读操作时,QQ输出,由于模块CHANA的存在,QQ输出的数据要对A输入的数据首位取反,即A输入是0101,QQ输出是1101,如图6(b)所示,仿真结果正确。
4 结语
本文以PLC器件为控制核心,通过附加一定的外电路及普通示波器构成简易数字存储器,使普通示波器具有波形数字存储的功能。其中以FPGA为主部件的控制部分采用VHDL语言,按模块化方式进行设计,并将各模块集成于芯片中,最后通过MAXPLUS II软件对设计进行逻辑仿真,对FPGA芯片进行编程,实现系统的设计要求。随着科学技术的不断发展,这种以FPGA为基础的软件硬件化,其发展前景十分看好。