（武汉东湖学院电子信息工程学院，武汉 430212）
摘要：本装置主要由STM32F1032ZT，FPGAEP4CE6F17C8N，加法器，积分电路，放大器，八选一开关，八进制计数器组成。FPGAEP4CE6F17C8N产生的8位并行移位循环输出的TTL电平信号输入八选一开关，若达到八进制计数器的数值，八选一开关触发，使用加法器让其触发信号与STM32F1032ZT控制的信号经过D\A转换产生阶梯波作为示波器Y轴输入。
关键词：加法器；积分电路
1、数字信号设计
采用STM32F1032ZT做主要控制。STM32F1032ZT有中央处理单元，存储器，IO口，比51更多的定时器与中断，系统时钟及系统总线的微型计算机。其产生的频率更高，其中系统时钟可以达到72MHz，拥有更高的精度。
采用FPGAEP4CE6F17C8N产生数字信号源.。FPGAEP4CE6F17C8N可以用来做高速信号处理，一般如果AD采样率高，数据速率高，这时就需要FPGAEP4CE6F17C8N对数据进行处理，比如对数据进行抽取滤波，降低数据速率，使信号容易处理，传输，存储。包括图像处理，雷达信号处理，医学信号处理等。优势是实时性好，用面积换速度，比AT98C51与STM32F1032ZT快的多。更大的并行度。这个主要是通过并发和流水两种技术实现。并发是指重复分配计算资源，使得多个模块之间可以同时独立进行计算[1]。
2、总体设计
图1 系统框架
系统包括FPGA模块、八选一开关、加法器、示波器、计数器、STM32控制模块、模拟开关、积分电路组成。如图1所示。
2.1加法器
我们采用op07集成运放及LM358进行对比并最终采用了LM358。Op07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压，所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。最大高电源电压范围：±3V至±22V。但测量电路的频率过高，无法得到相应的电压输出与波形。
LM358小信号带宽为10MHZ其输出驱动能力600Ω，10V有效值 电压增益：50000 交流电压增益：2200-10KHZ，功率带宽： 140KHZ，转换速率：±3V-±20V 单位增益补偿。由于有10MHZ的带宽，所以达到电路要求。
2.2八选一开关
采用单端8通道多路开关CD4051芯片。CD4051是单端8通道多路开关，它有3个通道选择输入端 和一个禁止输入端。，INH 用来控制CD4051是否有效。INH=“1”，即INH=Vp时，所有通道均断开，禁止模拟量输入;当INH=“O”,即INH=Vss 时，通道接通，允许模拟量输入。输入数字信号的范围是Vop~-Vss(3-15V).输入模拟信号的范围是LYm(-15~15V)。所以，可以我们根据自己的输入信号范围和数字控制信号的逻辑电平来选择VP、VSS、VeE 的电压值。
2.3 积分电路
本自装置中积分电路将CLOCK时钟信号，将其变换为周期性斜升波作为示波器X通道输入的扫描信号。
图2 积分电路仿真
实际测得的为在百分之23的占空比产生的斜波最有效。
3、总结
时序分析是以分析时间序列的发展过程、方向、和趋势，预测将来时域可能达到的目标的方法。本装置采用stm32作为主控制器，其72M的时钟主频，保证了其精度高，速度快，同时在我国嵌入式的高速发展的大环境下，其采用价格低昂，保证了其可行性和经济效应。数字信号源采用FPGAEP4CE6F17C8N，其并行的输入输出，一方面提升了响应速度，最高达到ns级，另一方面也解放多个模块，也使他们可以同时独立进行计算。时序问题对于许多嵌入式设计来说是非常常见的，使用本装置不仅能有效的提升其解决速度，同时还大大保证了其完成的准确度。
参考文献
[1]罗汪洋,杨启尧.简易数字信号时序分析装置的设计与实现.工业控制计算机(J).2018,31（12）.
[2]林棋榕,黄俊民.MCS—51系列单片机实时高速串行数字信号的两种输入方法.福建师范大学学报（自然科学版）.1996.12（1）.
论文作者:周澳琦 汪静宜 熊伟彬
论文发表刊物:《信息技术时代》2018年11期
论文发表时间:2019/8/15
标签：加法器论文; 信号论文; 电路论文; 增益论文; 电压论文; 时序论文; 装置论文; 《信息技术时代》2018年11期论文;