Analog Discovery Studio(简称“ADS”)从进入大家的视线时便以功能齐全的便携式测试、测量设备,配备13种仪器,提供一整套台式仪器为亮点,迅速获得大家关注。今天,IECUBE将带大家走进“如何用Analog Discovery Studio(简称“ADS”)来分析DAC, ADC和SPI数据”的实验案例!一起看看吧。
ADS是一款Digilent推出的混合信号示波器,可作为示波器查看来自梯形电阻DAC的模拟数据,可用逻辑分析仪查看和解码ADC的SPI总线,也可以使用波形发生器触发信号ADC的模拟输入。并且配合 Digilent Cmod S7,用同样的原理和仪器来解码SPI总线或模拟信号,说明如何使用ADS与许多不同的信号进行交互。
这里使用Cmod S7上的FPGA(Xilinx Spartan 7芯片)来实现SPI主模块,不断发送由FPGA板载两通道模数转换器(ADC)捕获到的数据。该数据同时发送到梯形电阻数字模数转换器(DAC)Pmod R2R上 ,以转换为模拟数据。ADS用于向Cmod S7的模拟输入引脚提供模拟信号,从Pmod R2R捕获模拟电压,并通过Cmod S7的SPI模块控制和采集数据。
硬件介绍
Analog Discovery Studio包含:
面包板
MTE线缆
电源
USB A到B线缆,用于连接主机
Cmod S7-25面包板式FPGA开发板,具有:
用于编程和电源的MicroUSB线缆
Pmod R2R梯形电阻DAC
安装了以下软件的计算机:
Digilent WaveForms
Digilent Adept
硬件设定
1.将Cmod S7连接到面包板上。
2.使用MTE线缆将Cmod S7的以下引脚连接到ADS的相应引脚,如下表所示:
3.将Pmod R2R插入Cmod S7的Pmod端口,然后将Pmod R2R的以下引脚连接到ADS的相应引脚,如下表所示:
4.使用MicroUSB线缆将Cmod S7插入ADS的USB端口。
5.使用USB A至B线缆将ADS连接到主机。
6.将ADS接上电源并打开。
软件设定
1.下载并解压缩演示文件
2.打开Adept,然后连接到Cmod S7。在“ 配置”选项卡下,单击“ 浏览”,然后导航到从演示存档提取的文件夹中的“ top.bit”文件。单击“ 程序”按钮将位文件加载到FPGA上。
注意: 或者可以使用Xilinx Vivado 2019.1在Cmod S7的闪存中进行编程。在Vivado的TCL控制台中,将“ program_flash.tcl”脚本连接到Cmod S7,并将“ top.bin”文件编程到闪存中,以便在Cmod S7通电时开始运行演示。
注意: 此演示中使用的完整Vivado项目主要由Verilog编写。
3.打开WaveForms,然后打开工作区“ spi.dwf3work”,该工作区已包含在演示存档的文件夹中。单击屏幕右上角的“对接Windows”按钮,以将所有打开的仪器显示在同一屏幕上。
4.要开始将模拟信号施加到Cmod S7的模拟输入引脚,捕获来自R2R VOUT引脚的模拟数据以及Cmod S7生成的SPI模块,可在“示波器1”和“Wavegen 1”窗格中单击“ 运行”按钮。
操作演示
可以通过在Wavegen 1窗格中更改每个通道的配置来修改Wavegen引脚上生成的模拟信号。默认情况下,通道1设置为输出0伏直流电,而通道2设置为在200微秒内从0伏升至3伏。这些波形可以在“ 示波器1”窗格中Cmod S7输出的序列中看到。SPI模块和R2R在输出从通道1和通道2捕获的数据之间交替切换,每20微秒切换一次通道。
默认情况下,演示使用SPI模式0。可以通过更改StaticIO仪器中CPOL和CPHA按钮的状态来更改此模式。更改SPI模式时,请确保同时在“ 示波器1”窗格中修改SPI总线的“ 活动”和“ 采样”设置。
StaticIO仪器中的RESET按钮和ENABLE开关用于控制编程到Cmod S7中的SPI模块,重置模块以及启用/禁用它。
在示波器1仪器中,黄色曲线(通道1)代表从示波器通道1捕获的电压数据。红色曲线(数学1)代表通过SPI从Cmod S7传输的数据,并转换成原始8位电压数字样本。