示波器是一种广泛应用于电子测量和调试的仪器,用于显示电子信号的波形。数字示波器是现代示波器的一种形式,它使用数字技术来采集、处理和显示电子信号。在本文中,我们将使用Verilog语言设计和实现一个嵌入式数字示波器。
Verilog是一种硬件描述语言(HDL),广泛用于数字电路的设计。它允许我们以模块化的方式描述电路的功能和结构。通过使用Verilog,我们可以将数字示波器的各个模块实现为独立的模块,并在设计中将它们组合在一起。
在我们开始设计数字示波器之前,让我们先明确一下数字示波器的基本原理。数字示波器通过采样电子信号并将其转换为数字形式来获取波形数据。这些数据随后被存储在内存中,并且可以通过显示器以波形图的形式进行显示。为了实现这个过程,我们需要以下模块:采样模块、ADC(模数转换器)模块、存储模块和显示模块。
首先,让我们设计采样模块。这个模块的作用是定期采样输入信号,并将采样数据传递给后续模块进行处理。以下是采样模块的Verilog代码示例:
module Sampler(
input wire clk,
input wire reset,
input wire signal_in,
output reg sample_out
);
reg [7:0] count = 0;
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
count <= 0;
sample_out <= 0;
end else begin
count <= count + 1;