本文详细介绍多路信号采集系统的实现方案、组成结构及其特性。整个采集系统完成对13路模数混合信号的采样,采样精度为12位,每路信号采样频率不低于12.5kHZ。系统包括模拟开关、测量放大器、AD转换器、CPLD中心逻辑控制器、掉电数据保存单元,系统实现了通过CPLD编程完成与计算机串口间异步串行通信功能。 《多路信号采集器的硬件电路设计》 在现代电子技术中，数据采集系统扮演着至关重要的角色，尤其是在复杂环境下的监测与分析。本文详细阐述了一种多路信号采集器的硬件设计方案，该系统能够对13路混合信号进行高效、精准的采样。其核心特性在于12位的采样精度和每路至少12.5kHz的采样频率，充分满足了实时数据捕获的需求。 系统架构包含以下几个关键组件：模拟开关用于选择不同的输入信号；测量放大器用来提升信号质量，确保微弱信号的有效检测；AD转换器将模拟信号转化为数字信号，以便于后续处理；CPLD（复杂可编程逻辑器件）作为中央逻辑控制器，负责协调各个部分的工作，并通过编程实现与计算机的异步串行通信；而掉电数据保存单元则确保在电源中断时数据的安全。 硬件设计方面，系统被划分为四个主要部分。首先是系统框图，系统设计考虑了1路速变模拟信号、8路缓变模拟信号和4路数字信号，满足不同速度和类型的信号采集需求。信号调理设计环节，运用LM324运算放大器进行信号比例变换，确保信号适应AD转换器的输入范围。模拟开关ADG506因其快速响应和低泄漏特性，成为多通道切换的理想选择。AD7492作为采样芯片，其高速、低功耗和12位精度特性确保了信号采集的精确性。 存储电路设计是另一大重点，通过对不同类型信号的采样率和存储需求的计算，选择了合适的SRAM来存储数据。通过巧妙的通道分配和数据采集策略，实现了速变信号与缓变信号的高效交错采样，以满足高采样率的要求。同时，CPLD的使用使得系统能够实现与计算机的异步串行通信，遵循标准的帧格式，包括起始位、数据位和停止位，且采用9600bps的波特率，确保了数据传输的稳定性和准确性。 总结来说，该多路信号采集器的硬件电路设计综合运用了多种电子元件和技术，旨在实现对多类型信号的高效、精准采集，并具备与计算机的可靠通信能力。这一设计不仅适用于科研领域，也在工业生产和武器研制等众多场景中有着广泛的应用潜力。通过优化硬件配置和精心的系统集成，该设计有效地解决了多通道、高速度、高精度数据采集的挑战，为实时监控和数据分析提供了强大的硬件基础。

### 浅谈FPGA/CPLD的复位电路设计 #### 摘要 本文将深入探讨FPGA/CPLD中的复位电路设计问题。复位电路是集成电路设计中的一个重要组成部分，它确保了系统能够在启动时处于一个已知的稳定状态。文章首先介绍了复位的基本概念，接着详细分析了异步复位与同步复位的区别及其对电路性能的影响，并给出了针对FPGA和CPLD的内部自复位设计方案。 #### 1. 定义 复位信号是一种脉冲信号，其功能是将电路中的寄存器初始化为预设状态。为了确保复位信号的有效性，脉冲的有效时间长度需要大于信号到达寄存器的最大延迟时间。这有助于保证复位操作的可靠性。 #### 2. 分类及不同复位设计的影响 根据信号处理方式的不同，复位可以分为两种类型：异步复位和同步复位。 - **异步复位**：复位信号不受时钟信号的控制，电路对复位信号非常敏感，任何干扰都可能导致复位操作发生。这种类型的复位容易受到噪声的影响，特别是在PCB布局设计时，需要特别注意复位信号线的布线，以防信号干扰导致的误复位。 - **同步复位**：电路只有在时钟信号的有效边沿才会对复位信号做出响应。即使复位信号受到干扰，只要干扰不在时钟边沿附近发生，电路就不会被异常复位。这种方式提高了系统的抗干扰能力，降低了误操作的可能性。 在FPGA/CPLD设计中，如果复位信号是由组合逻辑产生的，则可能会因为组合逻辑的竞争冒险而产生毛刺，导致异步复位的电路误触发。为了避免这种情况，可以通过同步化复位信号来减少误操作的风险。具体做法是设计一个复位模块，该模块接收原始的复位信号，并生成一个新的同步化的复位信号，供其他模块使用。 #### 3. FPGA内部自复位方法 在FPGA设计中，内部自复位信号是一种在器件上电后仅产生一次的信号，随后保持无效直至器件掉电。由于FPGA内部寄存器的上电状态是不确定的，因此不适合直接用于产生复位信号。然而，大多数FPGA都集成了RAM资源，这些RAM可以在上电配置后被初始化为特定值。基于此特性，可以通过以下步骤设计一个可靠的内部自复位信号： 1. **配置RAM**：配置一个1位数据长度、n位地址长度的单口RAM，并将所有数据位初始化为1。 2. **设计读写模块**：创建一个读写模块，该模块包含一个n位的读指针(rp)和一个n位的写指针(wp)。rp在每个时钟周期将其值赋予wp后自增，从而始终保持rp领先于wp。将RAM的输出数据作为复位信号，RAM的输入数据固定为0。通过这种方式，RAM的数据从全1逐渐变为全0，实现了复位脉冲信号的生成。 - **脉冲宽度控制**：通过调整地址长度n或时钟频率，可以精确控制复位脉冲的宽度。 #### 4. CPLD内部自复位方法 与FPGA不同，CPLD内部通常不包含RAM资源，因此不能直接利用RAM来生成内部复位信号。不过，可以设计一个有限状态机(FSM)来实现内部自复位。这种方法虽然存在一定的失败概率，但可以通过调整状态机的复杂度来控制这个概率。 1. **设计有限状态机**：设计一个n位的状态机，其中一个状态表示复位结束(LOOP)，其他状态则表示复位状态(RESET)。一旦进入LOOP状态，就会保持不变。RESET状态是一个暂态状态，会在一个时钟周期后进入LOOP状态。通过控制状态机的大小(n)，可以将复位失败的概率控制在一个可接受的范围内。 2. **利用特定CPLD特性**：值得注意的是，某些CPLD产品在其手册中指出，在完成内部配置后，所有的寄存器都会被清零。这意味着在上电后，寄存器具有一个确定的初始状态。利用这一特性，可以简化内部自复位信号的设计过程。 #### 结论 FPGA/CPLD的复位电路设计是一个复杂但至关重要的环节。合理选择复位方式(异步或同步)、精心设计内部自复位方案，以及充分利用FPGA/CPLD的内部资源，都能够提高系统的稳定性和可靠性。通过对本文所述内容的理解和实践，设计师们可以更好地应对复位电路设计中的挑战，优化FPGA/CPLD设计的整体性能。

实验任务和内容 1. 在CPLD中设计一个数字频率计电路，设计要求为： 测量范围：1Hz～1MHz, 分辨率, 数码管动态扫描显示电路的CPLD下载与实现。 2.使用LabVIEW进行虚拟频率计的软件设计。要求设计软件界面，闸门时间为4档，1s,100ms,10ms,1ms,频率数字显示。 3．使用设计虚拟逻辑分析仪软件和CPLD电路，进行软硬件调试和测试 **数字频率计设计** 数字频率计是一种用于测量周期性电信号频率的电子设备。通过实验了解数字频率计的工作原理，可以深入理解其测量原理、硬件设计以及软件实现。以下是关于数字频率计设计的详细说明： **一、实验目的** 1. 掌握CPLD（复杂可编程逻辑器件）开发软件的使用。 2. 理解频率测量的基本原理。 3. 学习并应用CPLD逻辑电路设计方法。 4. 学习虚拟数字频率计的软件设计技巧。 **二、实验任务与内容** 1. 使用CPLD设计数字频率计电路，要求测量范围为1Hz至1MHz，分辨率小于10^-4，同时实现数码管动态扫描显示。 2. 利用LabVIEW创建虚拟频率计软件，设计包含4档闸门时间（1s, 100ms, 10ms, 1ms）的用户界面，以数字形式显示频率。 3. 通过虚拟逻辑分析仪软件及CPLD电路，进行软硬件联调与测试。 **三、实验设备** 实验所需的设备包括SJ-8002B电子测量实验箱、计算机、函数发生器、SJ-7002 CPLD实验板以及连接线。 **四、测频原理** 频率是周期性信号在单位时间内变化的次数。电子计数器通过计算在特定时间间隔内信号的周期数来测量频率。基本原理包括将输入信号转换为窄脉冲，使用时基信号生成器产生计数闸门，然后通过这个闸门对信号进行计数，从而得出频率。闸门时间的可变性允许调整测量的分辨率。 **五、数字频率计组成** 数字频率计通常由CPLD硬件电路和计算机软件两部分构成。硬件电路在CPLD中实现，测量结果显示在计算机上，计算机同时提供清零和闸门选择的控制信号。 **六、CPLD特点与设计流程** CPLD是一种可配置的逻辑器件，具有高集成度和高速度。在本实验中，选用ALTERA公司的EPM7128SLC84器件，它有丰富的I/O脚和灵活的配置选项。设计流程包括设计分析、子模块设计与仿真、顶层电路设计与仿真、引脚分配、下载和硬件调试。 **七、CPLD实验电路板** 实验板上有数字信号输入、输出显示（LED灯和7段数码管）、时钟晶振等组成部分。其中，7段数码管通过动态扫描方式显示测量结果，位选信号控制显示哪一位数码管。 **八、设计指导** CPLD硬件电路设计包括闸门时间控制、计数器电路等模块的设计与仿真，而虚拟频率计软件设计则涉及LabVIEW的界面设计和程序编写。 通过这个实验，参与者能够全面掌握数字频率计从硬件设计到软件实现的全过程，提升在电子设计和软件编程方面的能力。

利用单片机的IO口直接驱动断码屏 单片机是一种微型计算机，它的出现极大地推动了电子技术的发展。单片机的IO口是它的一个重要组成部分，通过IO口，单片机可以与外部设备进行交互和通信。在本文中，我们将重点介绍如何利用单片机的IO口直接驱动断码屏。 IO口的驱动方式有多种，常见的有推挽式、拉伸式和总线式等。其中，推挽式驱动方式是最常用的，它可以将单片机的IO口直接连接到断码屏上，从而实现对断码屏的控制。 推挽式驱动方式的工作原理是，单片机的IO口输出信号，通过电阻和电容的组合，形成一个推挽电路。这个电路可以将单片机的输出信号转换为断码屏所需的电压信号，从而实现对断码屏的驱动。 在实际应用中，推挽式驱动方式有很多优点，例如，它可以降低电路的复杂度，提高系统的可靠性和稳定性。此外，推挽式驱动方式也可以减少电路中的噪声和干扰，提高系统的抗干扰能力。 为了更好地理解推挽式驱动方式的工作原理，我们可以通过分析电路的结构和工作过程来进行研究。电路的结构主要包括三个部分：单片机的IO口、推挽电路和断码屏。单片机的IO口输出信号，推挽电路将信号转换为断码屏所需的电压信号，最后断码屏将接收到电压信号并显示相应的信息。 在推挽电路中，电阻和电容的选择是非常重要的。电阻的选择主要取决于推挽电路的电压和电流要求，而电容的选择则取决于推挽电路的频率要求。通常情况下，电阻的值在几十欧姆到几百欧姆之间，而电容的值在几十微法到几百微法之间。 在实际应用中，推挽式驱动方式可以应用于各种断码屏，例如数码 Clock、液晶显示屏、LED 显示屏等。此外，推挽式驱动方式也可以应用于其他类型的显示屏，例如触摸屏、 OLED 显示屏等。 利用单片机的IO口直接驱动断码屏是一种非常实用的方法，它可以简化系统的设计，提高系统的可靠性和稳定性。但是，在实际应用中，需要根据具体的情况选择合适的驱动方式和电路结构，以确保系统的稳定性和可靠性。 在本文中，我们还讨论了tenx技术公司的AP-TM57XX-IODriveLCDCcode_S应用笔记，该应用笔记提供了一个使用单片机的IO口直接驱动断码屏的实例代码，帮助开发者更好地理解推挽式驱动方式的工作原理和应用。 本文为读者提供了一个完整的解决方案，展示了如何利用单片机的IO口直接驱动断码屏，并为读者提供了一些有用的参考和实践经验。

《编码---隐匿在计算机软硬件背后的语言》是程序员领域内一本备受推崇的经典著作，它深入浅出地揭示了计算机科学的基本原理，帮助读者理解计算机系统如何处理信息。这本书的上册主要涵盖了从二进制到高级编程语言的转换过程，以及在此过程中涉及的关键概念和技术。 1. **二进制系统**：所有现代计算机的基础都建立在二进制系统之上，由0和1两种状态构成。书中详细介绍了二进制数的概念、运算规则以及如何将二进制与十进制相互转换。 2. **位和字节**：在计算机中，数据以位（bit）为最小单位存储，8个位组成一个字节（byte）。了解位和字节的概念对于理解计算机存储和处理信息至关重要。 3. **字符编码**：书中详细讲解了ASCII码和Unicode等字符编码系统，这些系统规定了如何用二进制表示各种文字，是计算机处理文本的基础。 4. **逻辑门**：逻辑门是构建数字电路的基本元素，包括AND、OR、NOT等，它们通过组合实现复杂的逻辑运算，构成了处理器的基础。 5. **计算机硬件**：书中会介绍CPU、内存、硬盘等硬件组件的工作原理，帮助读者理解计算机是如何执行指令和存储数据的。 6. **汇编语言**：作为低级编程语言，汇编语言直接对应于机器指令，每个指令都对应一个特定的机器码。学习汇编有助于理解计算机执行程序的底层过程。 7. **编译器与解释器**：书中详细探讨了编译器和解释器的作用，它们将高级编程语言转化为机器可理解的形式，使得程序员可以使用更抽象的语言编写程序。 8. **高级编程语言**：通过对比不同的编程语言，如C、Java、Python等，阐述了高级语言如何提供抽象层次，使得程序员可以专注于解决问题，而非关注底层细节。 9. **程序设计思想**：作者会讨论一些编程范式，如面向过程、面向对象和函数式编程，这些思想影响着软件开发的方式。 10. **软件工程**：书中也会提及软件开发的实践方面，包括版本控制、调试技巧、测试方法等，这些都是软件开发流程中的重要组成部分。 通过对这些知识点的深入学习，读者不仅可以提升对计算机软硬件的理解，还能提高编程能力，更好地应对实际问题。《编码---隐匿在计算机软硬件背后的语言》是一本值得反复研读的书籍，对于任何希望深入理解计算机工作原理的程序员来说，都是宝贵的资源。

内容概要：本文详细介绍了将Marlin1.0.2固件移植到STM32F4xx平台的过程。主要内容涵盖环境搭建、源码剖析（如核心配置文件和硬件相关代码）、移植步骤（如初始化STM32F4xx硬件、适配Marlin与STM32F4xx接口）。文中强调了时钟配置、引脚映射、中断配置、ADC采样、定时器配置等关键环节的具体实现方法，并提供了许多实用技巧和注意事项。此外，还讨论了功能裁剪、编译优化等方面的内容。 适合人群：具有一定嵌入式开发经验和3D打印背景的研发人员，尤其是熟悉STM32和Marlin固件的开发者。 使用场景及目标：帮助开发者成功将Marlin1.0.2固件移植到STM32F4xx平台，解决移植过程中可能出现的各种问题，提高3D打印设备的性能和稳定性。 其他说明：文章不仅提供详细的代码示例和技术细节，还分享了许多实践经验，有助于读者更好地理解和掌握移植过程中的关键技术点。

2023年北邮通信原理硬件实验报告(1).docx

The User Guide of Video Codec Engine Library .AWCodec是全志监控处理平台提供的一个在Linux/Android下使用软硬件编解码音视频的中间 件模块，包括编码和解码二个模块。使用 AWCodec 可以实现以下功能：输入视频捕获，视频图像 处理，H264/MJPEG/JPEG 编码，H264/AVS/MPEG2/MPEG4/VC1/VP8 解码，视频输出显示，音频 捕获及输出，音频编解码等。编码和解码二个模块相互独立，互不影响，支持多线程协同工作，也 可以独立多线程运行

本文详细介绍了如何使用FPGA驱动无源蜂鸣器播放音乐《花海》。文章首先介绍了蜂鸣器的分类，包括有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的区别，重点说明了无源蜂鸣器通过PWM方波驱动实现不同音调的原理。接着讲解了简谱的基本知识，包括音符时值、简谱名及其对应频率。在程序设计部分，详细阐述了如何调用ROM IP核储存简谱时间和频率计数值，以及PWM波的生成方法和ROM地址的更新机制。最后提供了完整的RTL代码和仿真测试模块，并分享了调试过程中遇到的问题和解决方案。 文章首先介绍了蜂鸣器的分类，包括有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的区别。有源蜂鸣器内部自带振荡电路，只需输入直流电压即可发出声音，而无源蜂鸣器则需要外部提供特定频率的交流电才能发声。在使用无源蜂鸣器的过程中，通过PWM（脉冲宽度调制）方波的驱动来实现不同音调的产生，这是因为音调的高低由方波的频率决定，而声音的强弱由方波的占空比来控制。 文章进一步讲解了简谱的基本知识，包括音符的时值、简谱名及其对应频率。简谱中的每个音符都有其特定的时值，比如全音符、二分音符、四分音符等，这些音符在实际播放音乐时，需要按照规定的时值来确定其持续的时间长短。另外，每个音符都有对应的频率，简谱名与频率之间的关系是固定且可以查询的。 在程序设计部分，文章详细介绍了如何调用ROM（Read-Only Memory，只读存储器）IP核储存简谱时间和频率计数值。ROM在这里用于存储每个音符的播放时间长度和相应的频率值，这些值会在音乐播放时被读取出来。同时，文章也讲解了PWM波的生成方法和ROM地址的更新机制，确保在音乐播放过程中，能够及时地切换到正确的音符频率和持续时间。 文章最后提供了完整的RTL（Register Transfer Level，寄存器传输级）代码和仿真测试模块。RTL代码是用于FPGA编程的一种高层次硬件描述语言，它描述了硬件电路的行为和结构。仿真测试模块则是在正式烧录到FPGA之前，用于验证RTL代码正确性的关键步骤。通过仿真测试，开发者可以发现并修正代码中的错误，确保硬件设计达到预期的功能和性能。 此外，文章还分享了调试过程中遇到的问题和解决方案。在FPGA开发和硬件调试的过程中，经常会遇到各种预料之外的问题，比如音质不佳、播放中断、时序不准确等。作者通过深入分析这些问题产生的原因，提出了相应的解决办法，并对设计过程中的细节进行了优化，从而提高了整个系统的稳定性和音乐播放的品质。 文章还提到了有关FPGA开发和嵌入式系统硬件设计的专业知识，这些都是实现音乐播放的关键技术。FPGA因其出色的并行处理能力和灵活的可编程性，使得它在嵌入式系统开发中被广泛应用于信号处理、逻辑控制等领域。了解这些技术背景，对于理解整个FPGA驱动蜂鸣器播放音乐的实现过程至关重要。 文章通过分享实际的代码示例和测试结果，为读者提供了一个完整的项目案例，不仅加深了理论知识的理解，也增加了实践操作的经验。

简要说明: 一、尺寸:长25mmX宽18mmX高10mm 二、主要芯片:主要芯片:STC15F104E单片机、MAX232 三、工作电压:输入电压直流5 至 15V 四、电脑串口下载，或者STC单片机专用下载线 STC15W104E单片机最小系统板实物展示: STC15W104E单片机最小系统板特点: 1、具有电源指示。 2、所有I/O口都以引出。 3、可以实现与电脑串口通信。 4、使用内部晶振。 5、具有上电复位功能。 6、支持STC15F1XX系列单片机 7、支持STC串口下载； 8、具有滤波电容； 9、具有7805稳压芯片； 10、可排针引电； 单片机外部引脚说明: 单片机下载接线图: 原理图+PCB截图: 附件内容截图: 实物购买链接:https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c.w4002-15284815224.36.2BiQ05&id=529071658757