廣西科技大學(xué)eda課程設(shè)計(jì)基于vhdl數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-30 21:44 本頁(yè)面
【正文】 廣西工學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱 數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 系 別 信息與計(jì)算科學(xué)系 專 業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 韋艷霞 教研室主任 李政林 系 主 任 李棟龍 2012年 9月 13日基于FPGA的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)目錄摘 要電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(electronic design automation,EDA)是近幾年迅速發(fā)展起來(lái)的將計(jì)算機(jī)軟件、硬件、微電子技術(shù)交叉運(yùn)用的現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)。其中EDA設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的VHDL語(yǔ)言是一種快速的電路設(shè)計(jì)工具，功能涵蓋了電路描述、電路綜合、電路仿真等三大電路設(shè)計(jì)內(nèi)容。本電壓表的電路設(shè)計(jì)正是用VHDL語(yǔ)言完成的。此次設(shè)計(jì)主要應(yīng)用的軟件是美國(guó)ALTERA公司自行設(shè)計(jì)的一種CAE軟件工具，即MAX+PLUS Ⅱ。本次所設(shè)計(jì)的電壓表的測(cè)量范圍是0～5V。此電壓表的設(shè)計(jì)特點(diǎn)為：通過(guò)軟件編程下載到硬件實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)周期短,開發(fā)效率高。關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)；FPGA；VHDL；A/D采集；數(shù)字電壓表AbstractThe design of digital system is being faster, bulkier ,smaller and lighter than before. Electronic design automation is in the last few years quickly develop, it makes use of software , hardware ,microelectronics technology to form a course of electronic design. Among them , the VHDL language of EDA is a kind of tool of fast circuit design , the function covered the circuit describe , the circuit synthesize , the circuit imitate the true etc . The circuit of the design that use VHDL language to plete . The this time design is primarily the applied software is MAX PLUS Ⅱ which is made by the United States ALTERA system’s range is 5v to +5v and precision is of this electric voltage watch is :Pass the software program to download the hardware o realize , design the period is short ,development the efficiency is high. Key words: Electronic Design Automation (EDA)。FPGA。VHDL。A/D Acquisition digital voltage一、緒 論研究目的及意義數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡(jiǎn)稱DVM，是大學(xué)物理教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中的重要儀表，其數(shù)字化是指將連續(xù)的模擬電壓量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字量并加以顯示。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)用模擬電壓表功能單一、精度低、體積大，且存在讀數(shù)時(shí)的視差，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用易引起視覺疲勞，使用中存在諸多不便。而目前數(shù)字萬(wàn)用表的內(nèi)部核心多是模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，其精度很大程度上限制了整個(gè)表的準(zhǔn)確度，可靠性較差。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表設(shè)汁通常以大規(guī)模ASIC(專用集成電路)為核心器件，并輔以少量中規(guī)模集成電路及顯示器件構(gòu)成。ASIC完成從模擬量的輸入到數(shù)字量的輸出，是數(shù)字電壓表的心臟。這種電壓表的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、精確度高，但是這種設(shè)計(jì)方法由于采用了ASIC器件使得它欠缺靈活性，其系統(tǒng)功能固定，難以更新擴(kuò)展。后來(lái)發(fā)展起來(lái)的用微處理器(單片機(jī))控制通用A/D轉(zhuǎn)換器件的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)的靈活性明顯提高，系統(tǒng)功能的擴(kuò)展變得簡(jiǎn)單，但是由于微處理器的引腳數(shù)量有限，其控制轉(zhuǎn)換速度和靈活性還是不能滿足日益發(fā)展的電子工業(yè)的需求。而應(yīng)用EDA(電子設(shè)汁自動(dòng)化)技術(shù)及FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)，其集成度高、速度快、性能十分可靠、用戶可自由編程且編程語(yǔ)言通俗易懂、系統(tǒng)功能擴(kuò)展非常方便。采用FPGA芯片控制通用A/D轉(zhuǎn)換器可使速度、靈活性大大優(yōu)于由微處理器和通用A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表。本設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換器件選用ADC0809對(duì)模擬電壓采樣，以一片高性能FPGA芯片為控制核心，以軟件實(shí)現(xiàn)了諸多硬件功能，對(duì)電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的運(yùn)算處理并送出顯示。系統(tǒng)的主要功能都集成在一塊芯片上，大大減少了系統(tǒng)的分立元件數(shù)量，降低了功耗，增加了可靠性，較好地實(shí)現(xiàn)了電壓的精準(zhǔn)測(cè)量。二、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，利用8位A/D轉(zhuǎn)換器，將連續(xù)的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字電信號(hào)，并加以顯示，要求其量程為05V，三位數(shù)碼管顯示，其中一位為整數(shù)，兩位為小數(shù)，能正確顯示小數(shù)點(diǎn)。三、設(shè)計(jì)過(guò)程1．?dāng)?shù)字電壓表的基本原理 數(shù)字電壓表整體設(shè)計(jì)框圖，數(shù)字電壓表系統(tǒng)由A/D轉(zhuǎn)換控制模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、動(dòng)態(tài)掃描與譯碼模塊三部分構(gòu)成。A/D轉(zhuǎn)換控制模塊控制外部A/D轉(zhuǎn)換器，動(dòng)態(tài)掃描與譯碼模塊向外部數(shù)碼管顯示電路輸出數(shù)據(jù)。
A/D轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)采集模擬電壓，轉(zhuǎn)換成8位數(shù)字信號(hào)送入FPGA的A
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