基于立创逻辑派与高云FPGA的100MHz双通道数字示波器DIY全解析

基于立创逻辑派与高云FPGA的100MHz双通道数字示波器DIY全解析

最近有不少朋友问我，想深入学习FPGA和嵌入式系统，有没有什么能动手又有挑战性的项目？今天我就来分享一个自己刚做完的“大玩具”——一个基于立创逻辑派开发板和高云FPGA的100MHz双通道数字示波器。这个项目麻雀虽小，五脏俱全，从模拟电路设计、FPGA数字逻辑到单片机控制，几乎涵盖了电子DIY的方方面面。如果你对示波器原理好奇，或者想找一个综合性的FPGA+MCU实战项目，那这篇文章就是为你准备的。

咱们这个示波器，核心思路是用FPGA来处理高速数据采集和显示，用MCU来处理菜单、按键这些控制逻辑。这样分工，既发挥了FPGA并行处理速度快、适合做高速数据流的优势，又避免了在FPGA里写复杂状态机去处理用户界面的麻烦。最终实现了一个采样率100MHz、存储深度16KB的双通道示波器，还附带一个简易的DDS信号发生器功能。

下面，我就手把手带你把这个项目拆解一遍，从硬件选型、电路设计，到FPGA和MCU的程序编写，最后再到调试校准。咱们一步步来。

1. 系统架构与硬件选型

做项目第一步，得先搞清楚我们要用什么东西，以及这些东西怎么配合工作。先来看一张系统框图，心里有个谱。

整个系统可以分成三大块：

• 模拟前端：负责处理外部输入的信号，把它调理成ADC能“吃”得下的样子。
• 数字核心：由FPGA和MCU组成，是示波器的大脑。FPGA负责高速ADC数据采集、波形存储、触发、显示驱动和DDS信号生成。MCU负责通过SPI与FPGA通信，读取按键和编码器，处理菜单逻辑。
• 人机交互：包括4寸LCD屏幕、两个EC11编码器和8个按键。

1.1 核心芯片选型

选型就像搭积木，核心部件选好了，项目就成功了一半。

• 主控FPGA：高云 GW2A-LV18这是立创逻辑派开发板自带的核心。为什么选FPGA？因为示波器需要实时、高速地处理ADC过来的数据流（每秒1亿个点！），这种活交给FPGA这种并行处理的硬件来做最合适。高云这款FPGA资源足够，性价比高，开发环境（高云云源）用起来也还算顺手。

• 辅助MCU：GD32F303同样是逻辑派开发板自带的。它的任务相对“轻松”但繁琐：管理用户界面。通过SPI读写FPGA内部的寄存器，来设置触发模式、电压档位等参数；同时扫描按键和编码器，更新菜单显示。用MCU来做这些，程序结构清晰，开发调试也简单。

• 高速ADC：AD9288这是实现100MHz采样率的关键。AD9288是一颗8位精度、双通道、最高100MSPS采样率的ADC芯片。它输出的是数字信号，直接送给FPGA读取。比起用单片机内置的ADC，它的速度是天壤之别。

• 波形输出DAC：3PD5651如果你想让你做的示波器还能当个简易信号源用，那就需要它。这是一颗10位精度的电流输出型DAC，FPGA产生的数字波形数据通过它转换成模拟电压输出。

• 模拟前端运放们信号进来不是直接进ADC的，需要一套“调理电路”。这个项目参考了成熟的开源设计，主要用到了：

  • AD603：压控增益放大器（VCA）。用它来实现精确的电压档位（比如1V/格，0.5V/格）控制，比用模拟开关切换电阻更精准，阻抗影响小。
  • ADA4932：差分放大器。AD9288是差分输入的ADC，所以需要它把单端信号转换成差分信号，同时还能起到驱动作用。
  • AD8065：高速电压反馈型运放，用作跟随器，起缓冲和阻抗匹配作用。

1.2 成本估算与物料清单

DIY总得关心一下花了多少钱。原作者列了个清单，我整理了一下，你可以参考：

注意：这是基于当时市场价的粗略估算，实际采购时价格会有浮动。你也可以根据自己的需求“减配”，比如先做一个通道，或者用更便宜的运放做实验，成本可以降下来。

2. 电路设计详解

硬件设计是项目的基石。这部分我们分电源、模拟输入、模拟输出和其他电路来看。

2.1 电源设计：稳定是第一位

示波器对电源噪声很敏感，尤其是模拟部分。这个项目用了多路电源：

• 数字3.3V (VDD_3.3V)：给FPGA、MCU、LCD等数字部分供电。电流需求大，用了TPS82130这款DCDC芯片来提供，效率高。
• 负压-4.5V (VEE_4.5V)：给运放提供负电源轨。最初用的TPS5430，但发现USB供电时电压可能不够它启动。踩坑记录：后来换成了SCT2433，它的最低输入电压更低（4.3V），更可靠。换了芯片后，反馈电阻也要从3.74kΩ改为2.2kΩ。
• 模拟4.5V/3.3V (VCC_4.5V/VCC_3.3V)：给ADC、运放等模拟部分供电。对噪声要求高，所以用了低噪声的LDO来产生，确保电源干净。

2.2 模拟输入电路：信号的“化妆师”

这是示波器的“眼睛”，决定了能看到多小、多快的信号。电路借鉴了OSCFUN开源示波器的设计，非常经典。

信号进来后的处理流程是这样的：

1. 耦合选择：通过固态继电器选择AC（隔直）耦合或DC（直通）耦合。
2. 衰减网络：通过信号继电器切换x1或x10两路衰减，实现不同的电压量程（比如1V档和10V档）。这里保证了1MΩ的输入阻抗。
3. 缓冲跟随：用AD8065构成电压跟随器，高输入阻抗、低输出阻抗，隔离前后级。
4. 程控放大：核心是AD603压控增益放大器。MCU通过MCP4728 DAC产生一个控制电压给AD603，从而精确控制放大倍数，微调每个档位的增益。
5. 差分驱动：最后用ADA4932将单端信号转换成差分信号，驱动ADC（AD9288）的差分输入端。

提示：板子上有四个可调电容，是用来做阻抗匹配补偿的。如果你发现测直流和交流时幅度不一样，或者输入的方波有失真，可以微调这几个电容来校准。

2.3 模拟输出电路：简易信号源

如果你想玩点花样，让这个示波器还能输出信号，这部分电路就用上了。

FPGA内部用DDS（直接数字频率合成）技术生成数字波形，送给3PD5651这颗电流输出型DAC。DAC输出是差分的，所以后面用了一级运放把差分信号转成单端信号，再经过一个电压跟随器缓冲和RC低通滤波，最终输出比较干净的波形。

2.4 其他电路与结构

• 控制面板：屏幕和8个按键做在另一块小PCB上，作为“顶板”。通过一根34pin的同向FPC排线连接到主板。屏幕用的是4寸IPS屏，驱动芯片是ST7796。
• 程控电压产生：用了一片MCP4728（四通道DAC）来产生各种控制电压，比如给AD603的增益控制电压、通道的直流偏置电压等。这些电压的精度要求不高，因为后期可以通过软件校准来补偿。

3. FPGA程序设计：高速数据流的管家

FPGA是这里最忙的“打工人”，它要同时干好几件事：读取ADC数据、滤波、存储、触发、显示、产生DDS波形、和MCU通信。我们用Verilog来给它编程。

3.1 ADC数据读取与滤波

AD9288输出的数据格式是补码，而我们在内部处理时常用偏移二进制码。所以第一步是转换。

// AD9288输出是补码，转换为偏移码（0-255对应负满量程到正满量程） wire [7:0] DIN_A = $unsigned(AD9288_DIN_A + 8'd127); wire [7:0] DIN_B = $unsigned(AD9288_DIN_B + 8'd127); always @(posedge clk) begin if (!rst_n) begin AD9288_DOUT_A <= 0; AD9288_DOUT_B <= 0; end else begin AD9288_DOUT_A <= DIN_A; AD9288_DOUT_B <= DIN_B; end end

转换后数据可能还有毛刺，加一个简单的滑动均值滤波平滑一下。这里用了8个数据的平均值。

// 滑动均值滤波，深度为8 reg [7:0] data_reg [0:7]; always @(posedge clk) begin if(deci_valid) begin // deci_valid是降频后的数据有效信号 data_reg[0] <= ad_data_in; data_reg[1] <= data_reg[0]; // ... 依次移位 data_reg[7] <= data_reg[6]; end end // 求和并求平均（右移3位相当于除以8） wire [11:0] sum = data_reg[0] + data_reg[1] + data_reg[2] + data_reg[3] + data_reg[4] + data_reg[5] + data_reg[6] + data_reg[7]; assign filtered_data = sum >> 3; // AVE_DATA_BIT=3

3.2 波形存储与触发逻辑

示波器不能一直刷屏，得抓住你想看的那一段波形，这就是触发的作用。

触发检测：比较当前采样值和上一个采样值，结合设定的触发电平和边沿（上升沿或下降沿），产生一个触发脉冲。

// trig_edge: 0为上升沿，1为下降沿 // trig_level: 触发电平值 wire trig_pulse = trig_edge ? ((ad_data_current >= trig_level) && (ad_data_previous < trig_level)) : // 下降沿触发 ((ad_data_current <= trig_level) && (ad_data_previous > trig_level)); // 上升沿触发

存储状态机：这是一个经典的设计。我们用一个深度为16KB的RAM来存波形。

1. 状态0：等待，清空RAM。
2. 状态1：预触发存储。不停地往RAM里存数据，存到一半深度（比如8K点）时，进入状态2。这样能保证触发点前后都有数据。
3. 状态2：等待触发。继续存数据，但覆盖最早的旧数据（环形缓冲）。一旦检测到触发信号，记录下触发位置，进入状态3。
4. 状态3：触发后存储。继续存满剩下的深度（比如再存8K点），然后停止。

// 状态机片段示例 always @(posedge clk) begin case(state) 2'b01: begin // 状态1：预存储 if(deci_valid) begin write_enable <= 1; write_addr <= (write_addr + 1) & 14'h3FFF; // 环形地址，深度16K write_data <= ad_data; ad_cnt <= ad_cnt + 1; // 存满一半深度后，进入等待触发状态 if(ad_cnt >= 8191) state <= 2'b10; end end 2'b10: begin // 状态2：等待触发 if(auto_trig || trig_pulse) begin // 自动触发或边沿触发 trig_pos <= write_addr; // 记录触发点位置 state <= 2'b11; // 进入触发后存储 end // 继续环形存储... end 2'b11: begin // 状态3：触发后存储，存满后停止 // ... 存储逻辑 if(ad_cnt >= 16383) begin // 存满总深度 write_enable <= 0; state <= 2'b00; // 回到空闲，等待读取显示 end end endcase end

3.3 与MCU通信：SPI寄存器接口

FPGA和MCU之间通过SPI通信。我在FPGA内部开辟了一组寄存器，MCU可以通过SPI读写这些寄存器，从而控制FPGA的所有功能（触发模式、电平、档位等），也可以读取FPGA的状态（如按键值）。

SPI从机模块：负责解析MCU发来的指令。指令格式通常包含：一个地址字节（告诉FPGA要操作哪个寄存器），一个读写标志，然后是数据。

// SPI状态机片段：接收地址 RECEIVE_ADDR: begin if (bit_count < 8) begin if(sck_pos) begin // 在SCK上升沿采样数据 address[7-bit_count] <= MOSI; // 接收地址位 bit_count <= bit_count + 1; end end else begin // 8位地址接收完毕，判断是读还是写 if (WR) begin // WR引脚为高，是写操作 current_state <= WRITE_DATA; bit_count <= 0; end else begin // WR引脚为低，是读操作 current_state <= SEND_DATA; // 根据地址，准备要发送的数据 if(address < 8'd16) data_to_read <= regs[address[4:0]]; bit_count <= 0; end end end

寄存器译码：寄存器的值被翻译成各种控制信号。例如，寄存器0的第0位控制耦合方式（AC/DC）。

// 寄存器0的第0位：0=DC耦合，1=AC耦合 assign acdc_coupling = regs[0][0]; // 寄存器1的第1-0位：触发模式 assign trig_mode = regs[1][1:0]; // 00=自动，01=正常，10=单次 // 寄存器6：8位触发电平值 assign trig_level = regs[6][7:0];

3.4 LCD显示驱动：用状态机“画”出界面

用FPGA驱动LCD屏，本质上就是按照屏的时序要求，把颜色数据一个一个点地送出去。为了显示波形和UI，需要设计一个复杂的状态机。

显示逻辑：主状态机控制整个刷屏周期。里面嵌套了多个子状态机，分别负责：屏幕初始化、绘制背景网格、从RAM读取波形数据并画线、显示字符和菜单等。

SCAN: begin case(cnt_scan) 5'd0: begin ram_addr <= trig_pos - step; // 从触发点前某个位置开始读 cnt_scan <= cnt_scan + 1; end 5'd1: begin ram_en <= 1; // 使能RAM读 cnt_scan <= cnt_scan + 1; end 5'd2: begin ram_addr <= ram_addr + 1; // 地址递增 cnt_scan <= cnt_scan + 1; end 5'd3: begin // 读取两个通道的数据，并做偏移（因为屏幕坐标原点在左上角） ram_data_ch1 <= 255 - ram_data_a_out; ram_data_ch2 <= 255 - ram_data_b_out; cnt_scan <= cnt_scan + 1; end 5'd4: begin // 遍历屏幕的每一行(y坐标)，如果该行的y值等于波形数据值，就在对应的(x,y)画点 if(y_cnt == 256) begin // 行扫描完 y_cnt <= 0; if(x_cnt == 400) begin // 列也扫描完，一帧结束 x_cnt <= 0; cnt_scan <= cnt_scan + 1; end else begin x_cnt <= x_cnt + 1; cnt_scan <= 5'd2; // 回到地址更新，继续画下一个点 end end else begin // 判断并设置当前要画的点的颜色（黄色给通道1，蓝色给通道2等） if(ram_data_ch1 == y_cnt) color <= YELLOW; else if(ram_data_ch2 == y_cnt) color <= BLUE; else if(grid_line) color <= GREY; // 网格线 else color <= BLACK; // 背景 // 设置画点坐标并跳转到画点子状态机 x <= x_cnt; y <= y_cnt; state <= DRAW_POINT; return_state <= SCAN; // 画完后返回SCAN状态 y_cnt <= y_cnt + 1; end end 5'd5: begin cnt_scan <= 0; state <= IDLE; // 一帧画完，回到空闲等待下一帧 ram_en <= 0; end endcase end

最终实现的UI界面如下图所示，包含了波形显示区、参数显示区和菜单控件。

3.5 DDS信号发生器

FPGA内部调用高云提供的DDS IP核（和Xilinx的DDS IP核兼容），可以产生频率可控的正弦波。通过一些数字处理，我们还能得到方波、三角波等。

// 假设dds_sine_wave是DDS IP核输出的有符号正弦波数据 reg signed [9:0] square_wave; // 方波输出 reg signed [9:0] triangle_wave; // 三角波输出 // 1. 方波生成：比较相位值 always @(posedge clk) begin if (dds_phase[31:16] < 16'h8000) // 相位值高16位小于0x8000，输出高电平 square_wave <= 10'd511; // 高电平（中间值+满幅一半） else square_wave <= -10'd512; // 低电平（中间值-满幅一半） end // 2. 三角波生成：利用相位值线性变化的特点 wire signed [9:0] phase_slice = dds_phase >>> 22; // 取相位值的一部分作为锯齿波 always @(posedge clk) begin if (phase_slice >= 0) begin triangle_wave <= (phase_slice - 10'd256) <<< 1; // 上升沿 end else begin triangle_wave <= (10'd768 - phase_slice) <<< 1; // 下降沿 end end

幅度控制：通过移位和加法来实现简单的幅度衰减，模拟示波器上的幅度档位。

// 根据衰减选择(attenuation_sel)对原始波形(wave_reg)进行幅度缩放 always @(posedge clk) begin case (attenuation_sel) 8'd0: DAC_out <= wave_reg; // 满幅 8'd1: DAC_out <= (wave_reg >>> 1) + (wave_reg >>> 2) + (wave_reg >>> 3); // 近似0.875倍 8'd2: DAC_out <= (wave_reg >>> 1) + (wave_reg >>> 2); // 0.75倍 8'd3: DAC_out <= (wave_reg >>> 1) + (wave_reg >>> 3); // 0.625倍 8'd4: DAC_out <= wave_reg >>> 1; // 0.5倍 // ... 更多档位 default: DAC_out <= wave_reg; endcase end

4. MCU程序设计：用户交互的指挥官

MCU（GD32F303）的程序用C语言编写，主要任务就是当好“管家”：管理按键、更新菜单、通过SPI告诉FPGA用户想要什么。

4.1 与FPGA的SPI通信

这是MCU和FPGA对话的桥梁。我们编写了两个核心函数：写寄存器和读寄存器。

// 写寄存器函数：发送【地址 + 数据高8位 + 数据低8位】 void SPI_WriteRegister(uint8_t address, uint16_t data) { uint8_t tx_buf[3] = {address, (data >> 8) & 0xFF, data & 0xFF}; GPIO_BC(SPI_CS_PORT) = SPI_CS_PIN; // 拉低CS片选 GPIO_BOP(SPI_WR_PORT) = SPI_WR_PIN; // 拉高WR，表示写操作 for (int i = 0; i < 3; i++) { while (RESET == spi_i2s_flag_get(SPI0, SPI_FLAG_TBE)); // 等待发送缓冲区空 spi_i2s_data_transmit(SPI0, tx_buf[i]); // 发送数据 while (RESET == spi_i2s_flag_get(SPI0, SPI_FLAG_RBNE)); // 等待接收完成 spi_i2s_data_receive(SPI0); // 读取（丢弃）返回的数据 } GPIO_BOP(SPI_CS_PORT) = SPI_CS_PIN; // 拉高CS GPIO_BC(SPI_WR_PORT) = SPI_WR_PIN; // 拉低WR } // 读寄存器函数：发送【地址 + 两个填充字节】，接收返回的数据 uint16_t SPI_ReadRegister(uint8_t address) { uint8_t tx_buf[3] = {address, 0xFF, 0xFF}; uint8_t rx_buf[3]; GPIO_BC(SPI_CS_PORT) = SPI_CS_PIN; // 拉低CS GPIO_BC(SPI_WR_PORT) = SPI_WR_PIN; // 拉低WR，表示读操作 for (int i = 0; i < 3; i++) { while (RESET == spi_i2s_flag_get(SPI0, SPI_FLAG_TBE)); spi_i2s_data_transmit(SPI0, tx_buf[i]); while (RESET == spi_i2s_flag_get(SPI0, SPI_FLAG_RBNE)); rx_buf[i] = spi_i2s_data_receive(SPI0); // 保存接收的数据 } GPIO_BOP(SPI_CS_PORT) = SPI_CS_PIN; // 拉高CS // 返回的数据在第二、三个字节 return ((uint16_t)rx_buf[1] << 8) | rx_buf[2]; }

4.2 按键与编码器扫描

由于逻辑派开发板引脚限制，按键和编码器直接接到了FPGA的IO上。MCU通过SPI读取FPGA中的一个特定寄存器（比如地址32）来获取它们的电平状态。

// 在定时器中断里定期扫描（比如每1ms一次） void TIMER2_IRQHandler(void) { static bool last_A1 = 1, last_B1 = 1; if (timer_interrupt_flag_get(TIMER2, TIMER_INT_FLAG_UP)) { timer_interrupt_flag_clear(TIMER2, TIMER_INT_FLAG_UP); uint16_t key_state = SPI_ReadRegister(32); // 从FPGA读取按键/编码器状态 bool current_A1 = (key_state & 0x0400) != 0; bool current_B1 = (key_state & 0x0800) != 0; // 编码器1正反转判断（A相B相90度相位差） if(!current_A1 && last_A1 && current_B1) encoder1_flag = 2; // 反转 last_A1 = current_A1; if(!current_B1 && last_B1 && current_A1) encoder1_flag = 1; // 正转 last_B1 = current_B1; // 处理8个独立按键（消抖在另一个状态机中） for(uint8_t i = 0; i < 8; i++) { key[i].current_state = (key_state >> i) & 0x01; key_debounce_state_machine(&key[i]); // 调用消抖状态机 } } }

4.3 菜单与控件任务调度

为了程序结构清晰，我采用了“任务函数”的思想。每个可操作的控件（比如触发电平旋钮、通道开关按钮）都对应一个任务函数。主循环依次调用这些任务函数，检查是否有对应的事件发生（比如编码器转动、按键按下），并执行相应的操作（更新寄存器、改变菜单焦点等）。

// 主循环非常简单 int main(void) { // 初始化各种外设 hardware_init(); // 初始化控件参数 ctrl_init(); while(1) { // 依次执行所有控件的任务函数 trigger_channel_task(); vertical_scale_task(); horizontal_scale_task(); trigger_level_task(); // ... 其他控件任务 menu_display_task(); // 最后刷新显示 } } // 示例：触发通道选择任务函数 void trigger_channel_task() { if(encoder1_flag == 1) { // 编码器1正转 encoder1_flag = 0; current_channel = CH1; // 切换到通道1 SPI_WriteRegister(REG_TRIG_CH, current_channel); // 通知FPGA update_display_channel(); // 更新屏幕显示 } else if(encoder1_flag == 2) { // 编码器1反转 encoder1_flag = 0; current_channel = CH2; // 切换到通道2 SPI_WriteRegister(REG_TRIG_CH, current_channel); update_display_channel(); } // 还可以响应按键事件... }

5. 制作、调试与校准心得

硬件焊好，程序烧进去，并不代表就能用了。调试和校准才是真正考验功夫的时候。

5.1 硬件制作注意事项

1. 仔细看原理图：有些元件旁边标注了“NC”（不连接）或“DNP”（不焊接），比如原作者提到的NE5532输出端的电容，如果焊了可能导致运放振荡，要根据实际情况决定。
2. 结构件：上下两块PCB需要用25mm高的铜柱和贴片螺母固定。编码器要买侧插的，别买成直插的，不然装不进去。
3. 排线：连接上下板的FPC排线是34Pin、0.5mm间距、同向的。如果买的线太长，需要适当弯折，不然会顶到外壳。

5.2 软件校准：让测量变准确

这是最关键的一步。模拟电路不可能完全理想，每个元件的误差都会导致测量不准。我们需要通过软件来补偿。

在MCU程序中，为每个电压档位定义了一个校准结构体：

typedef struct { uint16_t dac_gain_ctrl; // 控制AD603增益的DAC输出值 uint16_t vertical_offset; // 通道垂直偏移（基线位置） bool attenuation_sel; // 继电器衰减选择 (0=x1, 1=x10) } Calibration; // 示例：通道1的10个档位（5mV/div 到 5V/div）的校准参数 Calibration ch1_cali[10] = { {600, 2330, 1}, // 5mV/div档 {900, 2435, 1}, // 10mV/div档 {1300, 2485, 1}, // 20mV/div档 {1850, 2520, 1}, // 50mV/div档 {2270, 2530, 1}, // 100mV/div档 {2675, 2530, 1}, // 200mV/div档 {1425, 2530, 0}, // 500mV/div档 (切换到x1衰减) {1840, 2535, 0}, // 1V/div档 {2270, 2540, 0}, // 2V/div档 {2740, 2535, 0} // 5V/div档 };

校准步骤：

1. 偏移校准：将探头接地（输入0V）。调节vertical_offset这个值（通过MCP4728改变输入运放的直流偏置），让屏幕上的波形水平线对准屏幕中央的零刻度线。
2. 增益校准：输入一个已知幅度的标准信号（比如1V/div档下，输入一个3Vpp的正弦波）。调节dac_gain_ctrl这个值（改变AD603的增益），让波形的峰峰值正好占据屏幕上3格的高度。

提示：dac_gain_ctrl的值对应MCP4728的DAC输出，范围是0-4095。attenuation_sel控制输入衰减继电器，一般小电压档位用x10衰减，大电压档位用x1衰减。

5.3 资源与时序报告

项目最后，别忘了在FPGA开发工具里看一下综合报告，确保资源够用，时序能跑稳。

• 资源用量：这个设计在高云GW2A-LV18上占用资源不多，还有很大余量可以添加更多功能（比如FFT、数学运算等）。
• 时序收敛：确保你的设计能满足100MHz（ADC采样时钟）甚至更高的系统时钟要求。如果时序不满足，需要优化代码或添加约束。

6. 项目总结与资源

这个基于立创逻辑派和FPGA的示波器项目到这里就解析完了。它不仅仅是一个能用的示波器，更是一个绝佳的FPGA+MCU异构系统学习平台。你可以在上面练习：

• 高速数据采集与实时处理的FPGA设计思路。
• 状态机在复杂逻辑控制中的应用。
• SPI通信协议的FPGA从机与MCU主机实现。
• 模拟电路与数字系统的协同设计与调试。
• 嵌入式GUI菜单的设计与实现。

正如原作者所说，它比起商业示波器还很简陋，但所有核心环节都已打通，并且留下了巨大的优化和扩展空间。你可以尝试增加自动测量功能、改进触发算法、添加数字滤波，甚至移植一个轻量级的嵌入式操作系统来管理任务。

开源资料参考：

• 项目原工程（立创开源硬件平台）：https://oshwhub.com/Alpha-go/a5IITjkVGF1cA9kyTV2V9sIHra7GcIg2
• 另一个参考项目：https://oshwhub.com/824366a/fpga-oscilloscope-824366a
• 模拟前端设计参考：OSCFUN开源示波器 http://oscfun.com/

希望这个详细的解析能帮你理清思路。嵌入式开发就是这样，从一个个具体的项目中去啃硬骨头，知识自然就积累起来了。如果动手做了，欢迎分享你的成果和遇到的坑，我们一起交流进步。