如何写一篇样本论文
本文的主题是波形采集、存储和回放系统。通过设计制作一个波形采集、存储和回放系统，系统可以同时采集两个周期信号波形，并且要求在系统断电恢复后，采集到的信号能够连续回放并显示在示波器上。
现在的波形采集存储回放系统一般都是基于数字存储示波器原理，以单片机(89s51)和FPGA FPGA( EP1C6Q240C8)为控制核心。通过高速AD对信号进行实时采样，并在上升沿触发，可实时连续存储和显示波形，并具有锁存功能，通过操作“move”键显示即可存储。随着电子技术和集成电路的发展，电子产品的更新速度越来越快，功能的要求也越来越大。因此，在前人研究成果的基础上，进一步完善系统的功能，以满足社会的快速应用和大众的需求。随着半导体器件和数字处理技术的发展，数字示波器已经成为主流。因此，波形采集、存储和回放系统也应该向数字化发展，这是必然的趋势。该系统是为更好的数字化而设计的。
预期的结果是可以将波形采集并存储在存储器中，通过操作给出我们要研究的波形的频率、背景电压、低端电压、峰值电压和波形，并将测得的数据以数字形式与波形一起显示在示波器上。这样，人们在实际应用中可以更直观地看到被测波形的特征，便于研究相关问题。
2总体方案设计2.1方案1以单片机为核心，控制波形的采集、存储和回放。需要存储在一定的存储设备中，单片机的频率不是很高，抗干扰性能强，操作简单，成本低。目标是添加一个外部AD/DA芯片和一个用于LCD显示的外部存储器芯片。实现波形采集、存储和回放的功能，电路会自动采集采集到的波形，存储在存储芯片中并显示在LCD上，断电时数据不会丢失。按下存储键后，系统对相应的波形进行采样，并存储采样数据。按下回放键后，系统会循环回放存储的波形，采集时可以改变幅度，回放时采集的数据也会发生变化。回放期间，按下存储键将停止波形回放，并显示一条直线。如果按下回放键，当前回放键将被终止，当前波形将被终止并采集一个新波形。
该系统由以下几部分组成:电源电路、信号输入电路、信号采集与预处理电路、数据存储电路、数据显示电路和波形回放电路。系统电路框架如下所示:
单片微型计算机
电力网
数模转换
数据显示...
模数转换
波形输入
图1方案一系统电路框图
数据处理模块中使用的DAC0832芯片是8分辨率D/A转换集成芯片，与微处理器完全兼容。这种DA芯片具有间隔低、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机领域得到广泛应用。另一个使用的芯片是单片机中广泛使用的ADC0809。它是一个模拟接口，接受数字量并输出与数字量对应的电流或电压信号。D/A转换器广泛应用于与A/D转换器配套的计算机函数发生器、计算机图形显示和控制系统中。该芯片是美国数据公司开发的8位双缓冲D/A转换器。该芯片有一个数据锁存器，可以直接连接到数据总线。该电路具有出色的温度跟踪性能，并使用CMOS电流开关和控制逻辑来获得低功耗和低输出漏电流误差。芯片采用R-2RT电阻网络分流参考电流完成D/A转换。转换结果通过一组差分电流IOUT1和IOUT2输出。本方案选用32K低功耗静态RAM存储器62C256作为存储模块，三端固定稳压器7805作为稳压模块，稳压模块是常用的三段式集成稳压器，具有固定的负输出电压。三端IC是指稳压用的集成电路只有三个引脚输出，即输入端、接地端和输出端。使用该调节器所需外围元件少，电路中有过流、过热、调节管等保护电路，使用可靠。
方案一选择的单通道输入输出电路的设计思路:信号通过输入电路输入到模数转换器，将模拟信号转换成数字信号，然后将转换后的信号送到存储显控装置，再送到数模转换器将存储的数字信号转换成模拟信号，最后将采集的波形通过输出电路输出。框图如下:
输入电路
通道输入
模－数转换
存储、显示和控制设备
输出电路
通道输出
数（字）－模
图2方案1单通道I/O电路框图
2.2方案二采用FPGA芯片为核心，控制波形的采集、存储和回放，各种存储器均可在FPGA中实现。其硬件可编程特性允许开发者灵活设置内存数据的宽度、内存的大小、读写控制逻辑等。，特别适用于各种有特殊存放要求的场合。FPGA器件可以工作在100兆以上的频率，其构造的存储器访问速度也可以达到100兆以上/秒，因此高速存储器可以胜任存储数据量不太大，但速度要求高，成本高的工作场合。由于A/D和D/A转换可以在FPGA中实现，省去了外部的A/D和D/A转换电路，整个系统的硬件部分减少了很多，使电路看起来不那么复杂简单。系统结构框图:
键盘
现场可编程门阵列
模数转换
数模转换
救援
波形显示
波形输入
图3方案二的系统框图
FGPA FPGA的工作原理采用逻辑单元阵列(LCA)的概念，包括可配置逻辑块(CLB)、输入输出块(IOB)和互连三部分。现场可编程门阵列(FPGA)是一种可编程器件。与传统的逻辑电路和门阵列(如PAL、GAL和CPLD器件)相比，FPGA具有不同的结构。FPGA使用小查找表(16×1RAM)实现组合逻辑。每个查找表连接到一个D触发器的输入端，D触发器驱动其它逻辑电路或驱动I/O，从而形成一个既能实现组合逻辑功能又能实现时序逻辑功能的基本逻辑单元。FPGA的逻辑是通过将编程数据加载到内部静态存储单元来实现的。存储在存储单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及模块之间或模块与I/O之间的连接方式，最终决定了FPGA能够实现的功能。FPGA允许无限编程。FPGA的特点是用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，所以用户不用生产就可以得到一个共享的芯片。FPGA可以作为其他完全定制或半定制ASIC电路的试点样本。
通过对比两种方案:FGPA可能有很多优点，但是成本高，速度快，不适合设计电路，所以我选择第一种方案，因为它采用单片机作为核心控制，电路设计容易，成本低。