用一個(gè)僅有14條I/O腿的FPGA最小系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)幾種儀器的功能，并且要有控制界面。

這款FPGA - Lattice XO2-1200跟我們Lattice版本的小腳丫用的是一個(gè)系列，只是資源更少，雖然很多人將這個(gè)系列的FPGA歸類(lèi)為PLD，覺(jué)得還不夠格到被稱(chēng)之為FPGA，但其實(shí)它已經(jīng)足夠強(qiáng)大，你做完這個(gè)項(xiàng)目就會(huì)體會(huì)到，再也不要迷信那些高端的東東（90%的資源都用不到，即便用到也不清楚是如何用的），越是在資源少的器件上玩轉(zhuǎn)更多的功能那才叫功力！

熱愛(ài)FPGA的同學(xué)，尤其是玩FPGA非常資深的工程師朋友也一道參與吧！

具體功能需求：

可調(diào)電壓源- 能夠產(chǎn)生直流電壓，且電壓值可以數(shù)控，變化范圍從-3V到+3V，由于是原型設(shè)計(jì)，負(fù)載能力支持到20mA即可；

信號(hào)發(fā)生器- 基于DDS的任意波形產(chǎn)生，能夠生成頻譜分量高達(dá)100KHz的任意波形，尤其是3種常用的波形：正弦波、方波、三角波，除了波形可以選擇外，頻率設(shè)置的精度達(dá)到1Hz，幅度調(diào)節(jié)范圍為最高5Vpp，且都可數(shù)字控制；

電壓表/示波器- 能夠測(cè)量直流電壓、采集0-10KHz的交流信號(hào)，并將采集到的波形進(jìn)行頻譜分析；

頻率計(jì)的功能- 能夠測(cè)量外部信號(hào)的頻率

當(dāng)然，測(cè)量?jī)x器離不開(kāi)人機(jī)交互，因此按鍵的輸入和圖形化的顯示也是必不可少的，有兩種選擇：

在板上連接一個(gè)SPI或I2C的OLED顯示屏 + 按鍵，做本地控制

不接本地顯示屏和按鍵，所有的人機(jī)交互可以通過(guò)上位機(jī)PC來(lái)實(shí)現(xiàn)，這需要通過(guò)FPGA編程UART邏輯跟PC連接并且在PC上編寫(xiě)人機(jī)接口界面，上位機(jī)的軟件可以用LabView、Matlab、一些開(kāi)源的圖形化界面或干脆自己編寫(xiě)

完成這些功能，你可以含笑面對(duì)明年的電賽！

強(qiáng)烈建議自己有條件焊接、調(diào)試硬件的同學(xué)能夠自己來(lái)設(shè)計(jì)電路，無(wú)論是用面包板（選用非SMD的器件）還是自己制作PCB都可以，這樣可以貢獻(xiàn)出更多的創(chuàng)意，實(shí)現(xiàn)更高的性能指標(biāo)，同時(shí)也提升自己的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。我們提供的FPGA已經(jīng)做成模塊，比較方便接插和焊接。

如果確實(shí)沒(méi)有這些條件，只能通過(guò)電腦編程，我們也提供了一個(gè)做好的參考設(shè)計(jì)，根據(jù)需要性能做了一定的折衷，不過(guò)項(xiàng)目需求中的幾項(xiàng)功能都已經(jīng)顧及到了，自己設(shè)計(jì)電路可以做得更好。

可以直接編程的PCB套件

14根IO覆蓋多種常用儀器的功能

時(shí)間安排、規(guī)則和基本要求跟前兩個(gè)平臺(tái)的項(xiàng)目要求一致，但在這個(gè)項(xiàng)目的上傳文件中需包含最終生成的FPGA的JED文件以及占用的FPGA的資源報(bào)告，以便我們對(duì)代碼進(jìn)行驗(yàn)證，并評(píng)比資源利用的效率。

關(guān)于該模塊的詳細(xì)介紹：https://www.eetree.cn/project/detail/18

關(guān)于DIY套件項(xiàng)目的詳細(xì)介紹：https://www.eetree.cn/project/detail/37

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：用一顆“很小的FPGA”搞定可調(diào)電壓源、信號(hào)源、示波器、頻率計(jì)... - 寒假在家一起練（3）

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