小腳丫FPGA的綜合技能學習平臺，功能見下圖：

實物長這樣：

不少同學搭配口袋儀器，可以在這個板上觀測每一根信號的時序變化：

該平臺的主要構成：

1. 任意波形/信號發生器的功能：

能夠通過R-2R階梯網絡生成0-2MHz的任意波形（若更換輸出級的運算放大器能夠生成更高頻率的信號），包括正弦波、三角波、鋸齒波、方波等，信號幅度為3Vpp，輸出信號的波形、頻率以及幅度皆可調節；

同時可以能夠通過PWM用一根數據線搭配R、C構成的低通濾波器生成0-20KHz的任意波形，可同上述用R-2R構成的高速信號發生器進行對比；

通過該功能，能夠掌握DDS生成任意波形/信號的原理、使用方法、以及DAC的工作原理、構成方式、信號的頻譜構成等

2. ADC數據采集的功能：

板上有一顆SPI接口的串行ADC，可以采集電位計上的電壓，旋轉電位計，可以觀察采集到的電壓值的變化

也可以將1中的DDS信號發生器產生的波形送到ADC的輸入端，構成一個環路，即便在家沒有任何測試儀器的情況下也可以通過本地產生的波形信號進行電路和邏輯的調試

串行ADC的采樣率為200KHz，可以對頻率為20KHz以內的信號（音頻信號的范圍）進行采樣并顯示在OLED屏上

延伸的功能 - 對信號進行頻譜分析，通過FFT變換得到被采集信號的基頻及多個高次諧波的分量信息

通過這個功能，可以掌握ADC的工作原理以及在數據采集中的應用方式、SPI總線的使用、模擬信號帶寬、ADC采樣率、SPI總線速率等之間的時序關系

3. 傳感器信息輸入

能夠通過單總線采集溫度傳感器（使用經典的18B20器件）的數據并顯示出來

通過這個功能，可以學會單總線的邏輯實現以及傳感器數據的處理，對于理解物聯網產品比較有幫助

4. OLED圖形化信息顯示

板上采用了一塊128*32分辨率的OLED作為信息顯示終端，可以顯示溫度傳感器的溫度值、通過ADC采集到的電位計的電壓值、DDS信號發生器生成的波形以及必要的菜單信息

通過這個功能可以掌握SPI顯示屏的使用、SPI總線邏輯以及屏上信息的文本、圖形化顯示等。越來越多的電子產品、創意設計都采用圖形化的OLED顯示屏成為信息展示的終端，無論用MCU還是FPGA的系統，在電賽中的很多項目中也會用到信息的圖形化顯示。

5. 蜂鳴器輸出

板上有一個經三極管驅動的蜂鳴器，可以通過PWM來實現聲音的輸出，比如播放音樂、聲音報警等

這個功能可以給學習者更有趣的方式了解PWM的應用

6. UART通信

板載USB-UART芯片CH340，能夠實現FPGA和上位機PC的通信

通過這個功能，可以深刻體會異步串行通信UART的工作原理、邏輯實現、優勢、應用等，打通了同PC的連接，延伸了板卡的功能

小小的板子能學的東西其實很多，因此也備受全國很多高校同學們的歡迎，在硬禾學堂里也有很多次的直播課程都是基于這個平臺制作的，有興趣的同學可以學習一下。

責任編輯：xj

原文標題：定時、測溫、報警、控制.... - 寒假在家一起練（4）

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