【正文】 號(hào)頻率的兩倍 。 （二）曼徹斯特解碼電路設(shè)計(jì)：曼徹斯特解碼電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是準(zhǔn)確地從曼徹斯特碼的數(shù)據(jù)流中提取出 “ 10” 和 “ 01” 信號(hào)，并且把它們轉(zhuǎn)換成普通二進(jìn)制編碼中的 “ 0”和 “ 1” 。二個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊相互協(xié)同工作，共同完成曼徹斯特編解碼的工作，同時(shí)相互獨(dú)立的模塊結(jié)構(gòu)更有利于查找電路中存在的問(wèn)題，便于維護(hù)?；玖鞒倘缦拢菏紫?，根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)，包括引腳確定、時(shí)序關(guān)系 、功能框圖、模塊劃分、數(shù)據(jù)處理流程與方法等；然后依據(jù)模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行模塊的 HDL 代碼的輸入與功能仿真，功能仿真采用 HDL 仿真工具 Modelsim 測(cè)試平臺(tái)；完成功能仿真后，在 QuartusII 平臺(tái)下進(jìn)行電路的約束與綜合；綜合結(jié)果無(wú)誤后，進(jìn)行布局布線，生成配置文件；在下載前進(jìn)行時(shí)序分析，最后進(jìn)行下載，測(cè)試與調(diào)試，完成本設(shè)計(jì)方案。 由于曼徹斯特碼既能提供足夠的定時(shí)分量，又 無(wú)直流漂移，編碼過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，因而曼徹斯特碼被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸、局域網(wǎng)以及測(cè)井技術(shù)等領(lǐng)域。曼徹斯特編碼已經(jīng)被許多高效率且被廣泛使用的電信標(biāo)準(zhǔn)所采用，例如以太網(wǎng)電訊標(biāo)準(zhǔn) . 曼徹斯特編碼是一種超越傳統(tǒng)數(shù)字傳輸?shù)男诺谰幋a技術(shù)，由于其具有隱含時(shí)鐘、去除了零頻率信號(hào)的特性使得它在數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。在完成本次設(shè)計(jì)的同時(shí)考慮到其實(shí)用性方面， 曼徹斯特碼是一種數(shù)據(jù)通訊線性碼，它的每一個(gè)數(shù)據(jù)比特都是由至少一次電壓轉(zhuǎn)換的形式所表示 的。 指導(dǎo)教師： 201 年 月 日 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 201 年 月 日 學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)： 201 年 月 日 沈陽(yáng)理工大學(xué)專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)報(bào)告 摘 要 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 串行 NRZ 碼輸入， manchester 碼輸出 ； manchester 碼輸入， NRZ 輸出。 其中包括 NRZ 碼字按照編碼規(guī)則編碼；解碼恢復(fù) NRZ 碼；編碼時(shí) 2x 時(shí)鐘輸入，在內(nèi)部進(jìn)行分頻；解碼時(shí)鐘恢復(fù)選作；工作時(shí)鐘 10kHz 即可；自行設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)下載后的驗(yàn)證方案；完成全部流程：設(shè)計(jì)文檔、模塊設(shè)計(jì)、代碼輸入、功能仿真、約束與綜合、布局 布線、下載驗(yàn)證等。曼徹斯特編碼因此被認(rèn)為是一種自定時(shí)碼。 關(guān)鍵詞 曼徹斯特編解碼 ； Verilog HDL； FPGA；仿真；綜合 沈陽(yáng)理工大學(xué)專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)報(bào)告 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................ III 引 言 .......................................................................................................................................... 1 1 總體電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 1 曼徹斯特編解碼 電路原理 ...................................................................................... 2 主要算法 ................................................................................................................... 2 功能電路設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 3 頂層 TOP 的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 4 2 功能仿真 .............................................................................................................................. 6 仿真的功能列表 ...................................................................................................... 6 頂層仿真平臺(tái)與激勵(lì) .............................................................................................. 6 電路功能仿真結(jié)果 .................................................................................................. 7 3 約束及邏輯綜合 .................................................................................................................. 7 約束策略 .................................................................................................................. 7 腳本 .......................................................................................................................... 7 綜合文件 ................................................................................................................ 10 綜合環(huán)境 ................................................................................................................ 10 綜合過(guò)程 ................................................................................................................ 11 4 布局布線 ............................................................................................................................ 13 文件準(zhǔn)備 ................................................................................................................ 13 布局布線過(guò)程 ........................................................................................................ 13 物理驗(yàn)證 ................................................................................................................ 15 5 后仿真 ................................................................................................................................ 17 6 總結(jié) .................................................................................................................................... 18 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 19 附錄 A：頂層設(shè)計(jì)源代碼 ...................................................................................................... 20 附錄 B：電路源代碼 .............................................................................................................. 21 附錄 C：設(shè)計(jì)約束代碼 .......................................................................................................... 31 附錄 D： IOPAD 代碼 ............................................................................................................. 32 沈陽(yáng)理工大學(xué)專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 引 言 曼徹斯特編碼是一種自同步的編碼方式， 也就是說(shuō)其 時(shí)鐘同步信號(hào)就隱藏在數(shù)據(jù)波形中。 本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容是曼徹斯特編解碼器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)輸入輸出設(shè)備簡(jiǎn)單，可以在實(shí)驗(yàn)板上完成功能驗(yàn)證，采用開(kāi)關(guān)和數(shù)碼管作為輸入輸出設(shè)備完成驗(yàn)證。以下 曼徹斯特編碼電路設(shè)計(jì)。 為了更準(zhǔn)確得解碼曼徹斯特碼，我們需要一個(gè)頻率不小于奈奎斯特頻率的采樣時(shí)鐘，即采樣時(shí)鐘的頻率至少是曼徹斯特碼頻率的兩倍。 以下 曼徹斯特編解碼電路的系統(tǒng)框圖。 U / DR e s e tB1B4C a r r y o u tE N BU / DR e s e tB1B4C a r r y o u tE N BU / DR e s e tB1B4C a r r y o u tE N BU / DR e s e tB1B4C a r r y o u tE N BU / DR e s e tB1B4C a r r y o u tE N BU / DR e s e tB1B4C a r r y o u tE N B時(shí) 鐘 分頻C l kQ m h [ 3 : 0 ]Q m l [ 3 : 0 ]Q f h [ 3 : 0 ]Q f l [ 3 : 0 ]Q s h [ 3 : 0 ]Q s l [ 3 : 0 ]Q r h [ 3 : 0 ]Q r l [ 3 : 0 ]Q y h [ 3 : 0 ]Q r l [ 3 : 0 ]Q n 4 [ 3 : 0 ]Q n 3 [ 3 : 0 ]Q n 2 [ 3 : 0 ]Q n 1 [ 3 : 0 ]c h o s ep u l s 3p u l s 2p u l s 1c l kr s t nS e l [ 2 : 0 ]D i s p _ d at [ 2 : 0 ]譯 碼 器S e g —— r e g 圖 電路功能框圖 頂層 TOP 的設(shè)計(jì) 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是要一起綜合功 能電路和 PAD，所以需要頂層的文件，該文件為，此部分內(nèi)部包含了功能電路和 PAD。 沈陽(yáng)理工大學(xué)專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)報(bào)告 6 2 功能仿真 仿真的功能列表 功能仿真要針對(duì)每一條設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行。 4) 數(shù)碼顯示 —— 8 只數(shù)碼管顯示的是數(shù)字 0—— 9，個(gè)位計(jì)到 9 向十位進(jìn) 1，同時(shí)再?gòu)?0 開(kāi)始計(jì)數(shù)。構(gòu)建激勵(lì)文件，一是要構(gòu)造時(shí)鐘 clk 和異步復(fù)位信號(hào) rstn，復(fù)位信號(hào)只要開(kāi)始為