自定义函数生成器-社区项目

我们最近收到一封来自香港理工大学一位博士生的电子邮件。他的名字叫亚历山大，他的主要研究领域是光学显微镜中的3D成像。他目前正在开发和验证光学显微镜配置和数据处理技术，以便实现快速和可靠的三维成像，进行无标记细胞内研究。他还致力于使设计仪器能被广泛的研究实验室使用。

尽管从事光学工程工作，但他自称是一名电气工程师，在射频电子和硬件设计方面有一些经验。他向我们介绍了他的新项目，一个自定义函数生成器在下4 DDR！

当他意识到在他的另一个项目中，标准的函数生成器不能用作电磁镜的驱动时，他产生了这个项目的想法，他需要寻找另一个解决方案来获得准确的实验结果。

进入项目后，他的设计标准如下:

• 未来的函数发生器必须由PC(特别是Matlab)驱动，以提供一个选项来同步相机和励磁镜;
• 为了将数字命令转换成模拟命令，我需要一个数字到模拟转换器;
• 为了得到励磁镜位置反馈信号，我将需要一个模数转换器;
• 为了有效地将命令信号从Matlab转换为DAC和ADC可接受的代码，我将需要一个可编程设备，无论是一个微控制器或FPGA板。

至于在微控制器和FPGA之间的选择，他引用了:

“在微控制器和FPGA之间做选择对我来说很容易。与任何微控制器相比，FPGA板总是具有更快和更灵活的设计选择的明显优势，因为它只是一个可编程的硬件，能够并行执行一些操作。”

除了既定的标准外，他还为这个项目提供了以下材料:

• 具有Matlab和USB接口的PC机(DTE -数据终端设备)
• FPGA板Nexys 4 DDR板(带有UART/JTAG USB端口和一对Pmod端口);
• DAC PmodDA4;
• ADC PmodAD2;
• USB A到微型b线;* 2×6引脚电缆;* 2 2×6头文件。

由于他的应用程序需要将图像捕获与galvo-mirror定位同步，因此DTE和DCE中的所有操作都将按照类似于上面所示的方式顺序执行。

整个报告包括了他的设计过程和项目的全面细节。不幸的是，由于它的长度(19页!)，我们不能在这里包含它的全部。但是(提前剧透)在大量的工作和实验之后，他终于让项目按照他的意愿运行!

从图30可以看出，错误模式是不断重复的，这意味着系统是非常稳定的。另一方面，对于不同的命令信号，错误值是不相同的，这实际上是DAC加载效果的结果。由于ADC必须由低阻抗源驱动，因此放置一个输入缓冲放大器将是有益的数据表)，但不幸的是，我手头没有任何低权力的人来做这件事。然而，这个小项目可以被认为是成功的，因为它允许我验证函数生成器的概念，并使用“更大”的数据转换器实现它，只需要很少的修改。

请务必查看整个页面的项目报告，这可以在我们的参考网站Nexys 4 DDR页面！