博宸精芯开源ADC数据采集显示上位机项目总体

# net\_adc - ADC 模块以太网调试工具 ## 概述 **net\_adc** 是一款基于 C# WPF (.NET 8.0) 开发的 ADC/DAC 调试工具，通过 TCP 以太网与 FPGA 端 lwIP 工程通信，实现 ADC 数据采集、波形显示、频谱分析及 DAC 参数配置。 ---  项目源代码下载地址： 通过网盘分享的文件：ADC采集项目上位机V1.0 链接: https://pan.baidu.com/s/16kpRw0I3RKWXO7i2DHelyA 提取码: 9rjt --来自百度网盘超级会员v7的分享 对应出货开发平台产品链接及介绍： https://bochenjingxin.com/enterprise/products/6eaa1bf4-ef54-41d5-920b-8f4a92d5e50b 软件功能设计： https://bochenjingxin.com/enterprise/docs/article/80cbe397-f1ff-439e-b7c1-68571d4c4bfc 软件通信协议： https://bochenjingxin.com/enterprise/docs/article/be6bfb6d-74e9-469d-b3c8-90a900373344 ## 功能特性 ### 1. 网络通信 * ​**TCP 客户端模式**​：与 FPGA 开发板建立 TCP 连接 * ​**默认配置**​：IP `192.168.1.10`，端口 `7` * ​**连接状态实时显示**​：状态栏展示连接状态和收发统计 ### 2. ADC 数据采集 * ​**触发采样**​：向 FPGA 发送触发命令，启动 ADC 采样 * ​**数据上传​**​：从 FPGA DDR3 内存分批读取采样数据 * ​**采样点数**​：1024 / 2048 / 4096 / 8192 / 16384 / 32768 / 65536 / 131072 可选 * ​**进度显示**​：实时显示数据接收进度 * ​**重传机制**​：单包超时 100ms，最多重试 3 次 ### 3. 波形显示 * ​**双通道显示**​：ADC1（黄色）、ADC2（紫色）同时显示，可独立开关 * ​**X 轴缩放**​：2 倍步进，最大缩放倍数 = 采样点数 / 1024 * ​**Y 轴缩放**​：2 倍步进，1 \~ 16 倍 * ​**拖动浏览**​：鼠标拖动波形水平滚动 * ​**示波器风格**​：黑色背景、白色点线网格 * ​**坐标标注**​：左侧 ADC 数值，右侧电压值，顶部时间，底部采样点索引 ### 4. 频谱分析 * ​**FFT 计算**​：1024 点 Cooley-Tukey FFT，Hanning 窗 * ​**采样率**​：250 MHz，频率分辨率 250 kHz/bin * ​**显示范围**​：0 \~ 125 MHz，dB 刻度 (-100 \~ +20 dB) * ​**峰值检测**​：自动检测峰值频点 * ​**SNR 计算**​：信噪比分析（排除峰值 ±5 个频点） * ​**直流分量**​：ADC 原始值与电压换算 * ​**峰峰值**​：原始峰峰值与电压峰峰值 ### 5. DAC 参数配置 * ​**波形类型**​：正弦波、方波、三角波、脉冲、白噪声 * ​**波形预览**​：实时预览选中波形 * ​**幅度控制**​：环形旋钮调节（0 \~ 1.2V，分辨率 0.01V） * ​**频率设置**​：0 \~ 25 MHz，自动单位转换（Hz / KHz / MHz） * ​**输出使能**​：DAC1 / DAC2 独立开关 ### 6. 数据管理 * ​**数据缓存**​：64 MB 环形缓冲区 * ​**数据导出**​：导出 ADC1 通道波形数据为文本文件 * ​**统计信息**​：发送/接收次数与字节数统计 --- ## 通信协议 ### 命令帧（PC → FPGA） | 命令 | 格式 | 长度 | 说明 | | ---------- | -------------------------------------- | ------ | -------------------------------- | | 触发 ADC | `0x01 0x01 0x55 0xAA` | 4B | 触发 FPGA 端 ADC 采样，无响应 | | 读取数据 | `0x01 0x05 0x55 0xAA [Addr(4B)]` | 8B | 从指定 DDR3 地址读取 1024 字节 | 地址编码：大端序，每次递增 1024 (0x400)。 ### 响应帧（FPGA → PC） 1032 字节数据帧： | 偏移 | 长度 | 内容 | 说明 | | -------- | ------- | --------------------------- | ------------------------ | | 0-3 | 4B | `0x02 0x05 0x55 0xAA` | 帧头 | | 4-7 | 4B | 起始地址 | 大端序 | | 8-1031 | 1024B | ADC 数据 | 256 个采样点 × 4 字节 | ### ADC 数据格式 每个采样点 4 字节，小端序： | 位域 | 通道 | 说明 | | --------- | ------ | ------------------ | | [31:16] | ADC1 | 高 16 位，原始值 | | [15:0] | ADC2 | 低 16 位，原始值 | 原始 16 位值右移 2 位得到 14 位有效数据（范围 ±8192），电压换算：`ADC值 × 2.15V / 8192`。 --- ## 使用说明 ### 环境要求 * ​**操作系统**​：Windows 10/11 (x64) * ​**运行时**​：无需安装（自包含发布） * ​**硬件**​：FPGA 开发板（运行配套 lwIP TCP 服务端程序） * ​**网络**​：PC 与 FPGA 在同一网段 ### 快速开始 1. **启动 FPGA 程序** * 下载 lwIP 工程到 FPGA 开发板 * 确认网络连接正常（默认 IP：192.168.1.10，端口 7） 2. **运行 net\_adc** * 双击 `net_adc.exe` 启动 * 确认目标地址和端口设置正确 3. **建立连接** * 点击【连接】按钮 * 状态栏显示"已连接"表示成功 4. **触发并采集** * 设置采样点数（默认 1024） * 点击【触发 ADC 采样】 * 点击【数据采集】开始读取数据 * 等待进度条完成，波形自动显示 ### 波形操作 * ​**X+ / X-**​：水平缩放（2 倍步进） * ​**Y+ / Y-**​：垂直缩放（2 倍步进，1\~16 倍） * ​**复位**​：恢复原始比例并重置偏移 * ​**拖动**​：鼠标拖动波形水平滚动 * ​**自动刷新**​：勾选后 50ms 周期刷新 --- ## 项目结构 **Plain Text** ``` net_adc/ ├── MainWindow.xaml # 主窗口布局 (WPF XAML) ├── MainWindow.xaml.cs # 业务逻辑 (网络通信/采集/FFT/绘制/DAC) ├── App.xaml # 应用程序入口 ├── App.xaml.cs # 应用程序配置 ├── Properties/ │ └── app.manifest # 应用程序清单 ├── net_adc.csproj # 项目配置 └── README.md # 本文档 ``` ## 构建与发布 **Bash** ```bash # 清理 dotnet clean -c Release # 编译 dotnet build -c Release # 发布自包含单文件 dotnet publish -c Release -o bin/publish ``` 发布配置： * `SelfContained=true`：自包含，内嵌 .NET 运行时 * `RuntimeIdentifier=win-x64`：目标平台 Windows x64 * `PublishSingleFile=true`：单可执行文件 * `PublishReadyToRun=true`：预编译提升启动速度 --- ## 故障排除 | 问题 | 排查方向 | | ------------ | ---------------------------------------------------------------- | | 连接失败 | 检查 IP/端口、确认 FPGA 程序运行、防火墙放行端口 7、确认同网段 | | 采集失败 | 确认已触发 ADC、检查采样点数、查看运行日志 | | 波形异常 | 确认数据已接收、点击刷新波形、检查 Y 轴缩放范围 | | 频谱无显示 | 确认 ADC1/ADC2 通道已开启 | ## 许可证 本项目仅供内部调试使用。 ## 其他 1、预留DAC数字信号源界面控件，为后续升级DAC信号源做准备； 2、软件目前仅做原理性和简单少量数据做验证，数据传输较小，速度慢； 3、如需提升ADC数据传输以太网的效率，可以将TCP协议改为UDP。目前较大性能瓶颈就是TCP原因。 4、关于ZYNQ部分软件工程不做开源，涉及到FPGA部分的核心代码和采集存储，需购买Z7ADDALite的产品提供，并且需签订合约对公采购部分客户提供。 5、后续不定期更新。上位机软件完全使用AI助手编写，使用TRAE-WORK进行开发。