【正文】 領(lǐng)域 [18]。 現(xiàn)在 數(shù)字電壓表已經(jīng) 慢慢的發(fā)展成為 便攜式數(shù)字測量儀表中最 具有代表性 的測量儀 器 之一 [3]。因為其硬 件系統(tǒng)的功能是基于軟件編程實現(xiàn)的，所以其靈活度高可在不改變原有電路的基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng)的升級[14]。系統(tǒng)最大限度地將所有器件集成在 FPGA 芯片上，體積大大減小、集成度高，可靠性高。 當(dāng) 下 ， 傳統(tǒng)的指針式電壓表的市場已經(jīng)被數(shù)字電壓表所取代 ， 由于 傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表 具有功能 單一，精度低，讀數(shù) 不便利以及易出錯等缺點 [7]。此種電子儀表能夠得以發(fā)展主要由以下兩 方面原因 ，一 是因為電子計算機的普及 ， 電子化技術(shù)已經(jīng)從研究領(lǐng)域逐漸過渡到應(yīng)用領(lǐng)域，在生產(chǎn)生活的各項研究中實現(xiàn)數(shù)據(jù)化、理論化， 即 為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制的實時性和數(shù)據(jù)處理的可靠性 ；另一方面，也是電子計算機的發(fā)展，帶動了脈沖數(shù)字電路技術(shù)的進(jìn)步，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件 [1]。dispay module realiazed the producing of the part code. The voltmeter requires the ability to display the measured voltage value in three sevensegment digital tube, retaining two significant figures after the decimal point. The software of the design is Xilinx pany’s EDA development environment and using the VHDL language to write the function of the voltmeter’s each module and the program to the the FPGA board to verify the result. Key words： VHDL； volmeter； FPGA； A/D； Xilinx； 22 目 錄 (目錄頁空著，我統(tǒng)一調(diào)整 ) 1 緒 論 ...................................................................................................................... 1 數(shù)字電壓表的研究背景 ..................................................................................... 1 數(shù)字電壓表的的研究意義 ................................................................................. 1 國內(nèi)外研究概況及應(yīng)用前景 ............................................................................. 2 2 系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境 ............................................................................................. 4 XILINX 公司的 ISE 工具軟件 ............................................................................ 4 軟件界面 ....................................................................................................... 4 設(shè)計流程 ....................................................................................................... 5 波形仿真流程 ............................................................................................... 6 硬件描述語言 VHDL ......................................................................................... 7 VHDL 語言簡介 ............................................................................................ 7 VHDL 語言的特點優(yōu)勢 ................................................................................ 8 設(shè)計中用到的語言結(jié)構(gòu) ............................................................................... 8 3 系統(tǒng)的硬件組成 ................................................................................................... 13 EDA 技術(shù)概述 ................................................................................................. 13 現(xiàn)場可編程門陣列 FPGA............................................................................... 15 SEEDXDTKV4 實驗平臺 ............................................................................ 19 Vritex4 系列器件結(jié)構(gòu)和特性 ................................................................... 19 CPLD 功能模塊 .......................................................................................... 20 數(shù)碼管 ......................................................................................................... 20 ADTLV571 模塊 .......................................................................................... 21 4 數(shù)字電壓表的設(shè)計 ............................................................................................... 24 系統(tǒng)的整體設(shè)計方案 ....................................................................................... 24 模數(shù)轉(zhuǎn)換控制模塊 ........................................................................................... 24 數(shù)字電壓轉(zhuǎn) BCD 模塊 ..................................................................................... 25 數(shù)碼管顯示模塊 ............................................................................................... 26 管腳約束文件 ................................................................................................... 28 5 數(shù)字電壓表的實現(xiàn) ............................................................................................... 29 6 結(jié) 論 .................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 33 致 謝 .......................................................................................................................... 34 附 錄 .......................................................................................................................... 35 天津科技大學(xué) 2020屆 本科生 畢業(yè)論文 1 1 緒 論 數(shù)字電壓表的研究背景 在 20 世紀(jì) 50 年代數(shù)字電壓表開始出現(xiàn)在生活和研究的各個方面，它在 60年代得到了發(fā)展和完善 。 關(guān)鍵詞： VHDL； 數(shù)字電 壓 表 ； FPGA； A/D； Xilinx； ABSTRACT Digital voltmeter is a voltage measuring instruments that is referred to as DVM and it is most mon in intelligent use digital measurement technology and make the continuous analog (DC input voltage) into discontinuous, discrete digital form and display on LED or LCD. The design of this voltmeter main core is the Xilinx39。顯示部分要求在三個七段數(shù)碼管上顯示電壓值，要求保留小數(shù)點后兩位數(shù)字。 基于 FPGA的數(shù)字電壓表的設(shè)計與實現(xiàn) DESIGN AND IMPLEMENTATION OF DIGITAL VOLTAGE METER BASED ON FPGA 專 業(yè)： 電子信息工程 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 申請學(xué)位級別： 學(xué) 士 論文提交日期： 學(xué)位授予單位： 摘 要 數(shù)字電壓表簡稱 DVM， 是一種 通過 采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量(直流輸入電壓 )轉(zhuǎn)換成 離散的、不連續(xù) 的數(shù)字形式 ， 并 將轉(zhuǎn)化結(jié)果 加以顯示的儀表。 本設(shè)計研究的電壓表 主要的設(shè)計核心是 Xilinx 公司的 Vritex4 FPGA 器件，主要分為下面幾部分： 數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn) TVL571 數(shù)字量對應(yīng) BCD 碼的變換和處理；顯示控制模塊實現(xiàn) LED 段碼的產(chǎn)生 。軟件要求用 環(huán)境，用 VHDL語言編寫數(shù)字電壓表各模塊的功能并進(jìn)行調(diào)試與下載到 FPGA 板上進(jìn)行驗證。s Vritex4FPGA voltmeter mainly divided into the following sections: data processing module is mainly depend on the TLV571 and based on this AD realizing the transforming BCD between digital measurement。 數(shù)字電壓表 簡稱 DVM， 其在智能儀器的使用中是極其常見的 ， 它將測量技術(shù)、指標(biāo)數(shù)據(jù)化，把連續(xù)的輸入轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)據(jù)量并加以顯示。所以， 電子計算機的發(fā)展為數(shù)字化測量儀器的出現(xiàn)與發(fā)展提供了前提條件 ；同時， 在如今低能耗、高效率的發(fā)展要求之下，完善陳舊的結(jié)構(gòu) 成為了測量儀器的發(fā)展趨勢，這也進(jìn)一步的推進(jìn)了數(shù)字測量儀器的發(fā)展，同時 ，它 也是機械化儀表向 智能化儀表發(fā)展的 必