【正文】 市場需求。（2）VHDL最初是作為一種仿真標準格式出現(xiàn)的，因此VHDL既是一種硬件電路描述和設計語言，也是一種標準的網(wǎng)表格式，還是一種仿真語言。應用VHDL進行工程設計的優(yōu)點是多方面的，具體如下：（1）與其他硬件描述語言相比，VHDL有更強大的行為描述能力，從而決定了它成為系統(tǒng)設計領域最佳的硬件描述語言。VHDL主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結構、行為、功能和接口。但純原理圖輸入方式對于大型、復雜的系統(tǒng)，由于種種條件和環(huán)境的制約，其工作效率較低，而且容易出錯，暴露出多種弊端。 VHDLVHDL語言是隨著集成電路系統(tǒng)化和高度集成化的發(fā)展而逐步發(fā)展起來的，是一種用于數(shù)字系統(tǒng)設計和測試的硬件描述語言。EDA技術的標準化HDL設計語言與設計平臺對具體硬件的無關性，使設計者能更大程度地將自己的才智和創(chuàng)造力集中在設計項目性能的提高和成本的降低上，而將更具體的硬件實現(xiàn)工作讓專門部門來完成。EDA不但在整個設計流程上充分利用計算機的自動設計能力，在各個層次上利用計算機完成不同內(nèi)容的仿真模擬，而且在系統(tǒng)板設計結束后仍可利計算機對硬件系統(tǒng)進行完整的測試（邊界掃描技術）。（6）適用于高效率大規(guī)模系統(tǒng)設計的自頂向下設計方案，能將所有設計環(huán)節(jié)納入統(tǒng)一的自頂向下的設計方案中。EDA軟件平臺支持任何標準化的設計語言，它的設計成果是通用性的，IP核具有規(guī)范的接口協(xié)議。EDA仿真測試技術只需通過計算機，就能對所設計電子系統(tǒng)從各個不同層次的系統(tǒng)性能特點完成一系列準確的測試與仿真操作，這極大地提高了大規(guī)模系統(tǒng)電子設計的自動化程度。在各類庫的引入下，使EDA工具能夠完成各種自動設計過程（3）設計文檔的管理。用VHDL對數(shù)字電子系統(tǒng)進行抽象的行為與功能描述以及具體的內(nèi)部線路結構描述，從而可以在電子設計的各個階段，各個層次進行計算機模擬驗證，保證設計的正確性，可以大大降低設計成本，縮短設計周期。電子設計自動化是以計算機科學和微電子技術發(fā)展為先導，匯集了計算機圖形學，拓撲邏輯學，微電子工藝與結構學和計算數(shù)學等多種計算機應用學科最新成果的先進技術，它是在先進的計算機平臺上開發(fā)出來的一整套實現(xiàn)電子系統(tǒng)或電子產(chǎn)品自動化設計的技術，是當代電子設計技術的主流。隨著電子技術的發(fā)展，應用系統(tǒng)向小型化，快速化，大容量，重量輕的方向發(fā)展。盡管目標系統(tǒng)是硬件，但整個設計和修改過程如同完成軟件設計一樣方便和高效。在EDA軟件平臺上，根據(jù)原理圖或硬件描述語言HDL完成的設計文件，自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合及優(yōu)化、布局布線、仿真、目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA技術將計算機軟件、硬件、微電子技術交叉運用的現(xiàn)代化電子學科，它將CAD（計算機輔助設計）、CAM（計算機輔助制造）、CAT（計算機輔助測試）和CAE（計算機輔助工程）集于一體并深入發(fā)展。各EDA公司致力于推出兼容各種硬件實現(xiàn)方案和支持標準硬件描述語言的EDA工具的研究，有效的將EDA技術推向了成熟。而在80年代末，出現(xiàn)了FPGA，CAE、CAD技術的應用更為廣泛，他們在PCB設計方面的原理圖輸入、自動布局布線及PCB分析以及邏輯設計、邏輯仿真、布爾方程綜合和化簡等方面擔任了重要角色。 20世紀80年代，集成電路設計進入了CMOS時代。電子線路的CAD(計算機輔助設計)是EDA發(fā)展的初級階段，是高級EDA系統(tǒng)的重要組成部分。EDA技術就是以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言HDL完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作[1]。在數(shù)據(jù)處理完之后，將數(shù)據(jù)輸出給DAC0832，再將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬量輸出，輸出值與數(shù)碼管顯示的差值電壓相同。其中包括七個功能模塊：模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC080AD轉(zhuǎn)換控制模塊、數(shù)據(jù)運算與處理模塊、DA轉(zhuǎn)換控制模塊、鍵盤顯示控制模塊、數(shù)碼管顯示模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC0832。本次設計系統(tǒng)以一路數(shù)據(jù)的采集及監(jiān)測為例,介紹了可編程邏輯器件在模數(shù)轉(zhuǎn)換,數(shù)模轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)監(jiān)控與處理的設計方法?；贑PLD／FPGA設計的數(shù)字電子系統(tǒng)，具有體積小、功耗低、可靠性高、易于修改、設計周期短等特點，用CPLD／FPGA代替中小規(guī)模邏輯器件構成數(shù)字系統(tǒng)是發(fā)展方向。但是EDA利用VHDL語言來設計實現(xiàn)該系統(tǒng)，將更加直觀，少了匯編語言的復雜、煩瑣，其自頂而下的設計方法可以對模型進行及時修改，以改進系統(tǒng)或子系統(tǒng)的功能，更正設計錯誤，從而提高目標系統(tǒng)的工作速度，減小面積耗用，降低功耗和成本等。實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制方法很多，可以用標準邏輯器件、可編程序控制器PLC、單片機等方案來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計算機智能儀器與外界物理世界聯(lián)系的橋梁，是獲取信息的重要途徑。要將這些信息送入計算機進行處理，就必須先將這些連續(xù)的物理量離散化，并進行量化編碼，從而變成數(shù)字量，這個過程就是數(shù)據(jù)采集。s MaxplusII,and the basic method to develop a data acquisition system design by using VHDL language. [Key words]: VHDL EDA ADC0809 DAC0832 Data Acquisition目 錄前言 11 EDA技術及開發(fā)環(huán)境 3 EDA技術 3 VHDL 4 EDA技術的開發(fā)環(huán)境－MAXPLUSII 52 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究分析及設計思路 6 7 73 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊的相關介紹與分析 8 數(shù)據(jù)輸入模塊 8 8 ADC0809接線圖 9 10 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各模塊分析 11 A/D轉(zhuǎn)換控制模塊ADZHKZ的設計 18 17 D/A轉(zhuǎn)換控制模塊DAZHKZ 22 25 25 25 DAC0832芯片介紹 25 DACO832接線圖 264 仿真結果 275 硬件連接實物圖 296 結論 31致謝 32參考文獻 32附錄 32 前言隨著計算機技術的發(fā)展與普及，數(shù)字設備正越來越多地取代模擬設備，在生產(chǎn)過程控制和科學研究等廣泛的領域中，計算機測控技術正發(fā)揮著越來越重要的作用。本文介紹了基于Altera公司的集成開發(fā)環(huán)境MaxplusII，使用VHDL設計開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本方法。實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的方法有很多，如單片機、CPLD、C語言等，但相比各種方法，運用VHDL硬件描述語言開發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有具有設計方便高效、體積小、功耗低、可靠性高、易于修改、設計周期短等特點。用VHDL語言設計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)畢業(yè)設計論文用VHDL語言設計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)摘要 隨著計算機技術的發(fā)展與普及，數(shù)字設備正越來越多地取代模擬設備，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以及將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號就成了重要環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)以多路數(shù)據(jù)的采集及監(jiān)測為例，介紹了可編程邏輯器件在模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)監(jiān)控及處理中的設計方法。VHDL硬件描述語言采用自頂而下的設計方法可以對模型進行及時修改，以改進系統(tǒng)或子系統(tǒng)的功能，更正設計錯誤，從而提高目標系統(tǒng)的工作速度，減小面積耗用，降低功耗和成本等。[關鍵詞] VHDL ADC0809 DAC0832 EDA 數(shù)據(jù)采集； AbstractWith the development of puter technology and popularization, Digital devices are increasingly replacing analog equipment,and converted the analog signals into digital signals, as well as digital signal into analog signal will bee an important example,this syestem depend on one multichannel data acquisition and monitoring,introduce a programmable logic device in the analogdigital conversion, digitalanalog conversion and data monitoring with handling methods in the design. There are many ways to collect data, such as SCM, CPLD, C language,and so on. But pared with various methods,using the VHDL hardware description language to design the data acquisition system is the best. Because of its facilitate ,efficient, small size, low power consumption, high reliability, easy to modify, and shorter design cycle characteristics. VHDL hardware description language using the topdown design method ,that can be the model for timely changes to improve the system or subsystem functions, design error correction, so as to enhance the work of the target system’s speed, reducing the area of consumption, and lower the power consumption costs. In this paper,we introduce a integrated development environment which based on Altera39。然而，外部世界的大部分信息是以連續(xù)變化的物理量形式出現(xiàn)的，例如溫度、壓力、位移、速度等。它是計算機在監(jiān)測、管理和控制一個系統(tǒng)的過程中，取得原始數(shù)據(jù)的主要手段。數(shù)據(jù)采集技術是信息科學的重要組成部分，已廣泛應用于國民經(jīng)濟和國防建設的各個領域，并且隨著科學技術的發(fā)展，尤其是計算機技術的發(fā)展與普及，數(shù)據(jù)采集技術將有廣闊的發(fā)展前景。但是這些控制方法的功能修改及調(diào)試都需要硬件電路的支持，在一定程度上增加了功能修改及系統(tǒng)調(diào)試的困難。同時，避免了傳統(tǒng)的數(shù)字電子系統(tǒng)設計中電路設計復雜、調(diào)試十分困難、對錯誤的查找和修改的不便等問題。隨著電子技術的發(fā)展，在今后的電子產(chǎn)品的研發(fā)中，EDA技術具有更好的開發(fā)手段和性價比，具有廣泛的市場應用前景。本系統(tǒng)主要是由五大部分組成：數(shù)據(jù)輸入單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)輸出單元。系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能：首先對ADC0809的某路通道的數(shù)值進行AD轉(zhuǎn)換為十二位的電壓BCD碼顯示，再對此值與十二位預置電壓進行差值運算，然后將所得用十二位BCD碼顯示的差值分三段分別轉(zhuǎn)化為數(shù)碼管顯示形式，最后數(shù)碼管循環(huán)顯示輸入電壓、差值、采集個數(shù)。1. EDA技術及開發(fā)環(huán)境 EDA技術EDA是電子設計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫，在20世紀90年代初從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。 20世紀70年代，可編程邏輯技術及其器件問世，計算機作為一種運算工具已在科研領域得到廣泛應用。它利用計算機的圖形編輯、分析和存儲等能力，協(xié)助工程師設計電子系統(tǒng)的電路圖、印制電路板和集成電路板圖。復雜課編程邏輯器件已進入商業(yè)應用，相應的輔助設計軟件也已投入使用。20世紀90年代，隨著硬件描述語言的標準化得到進一步的確立，電子設計自動化技術的應用和發(fā)展，促進了EDA技術的形成。進入21世紀后，EDA技術得到了更大的發(fā)展和應用。EDA技術就是以計算機為工作平臺、以EDA軟件工具為開發(fā)環(huán)境、以硬件描述語言為設計語言、以ASIC（Application Specific Integrate Circuits）為實現(xiàn)載體的電子產(chǎn)品自動化設計過程。設計者的工作僅限于利用軟件的方式來完成對系統(tǒng)硬件功能的描述，在EDA 工具的幫助下，應用相應的CPLD/FPGA（Complex Programmable Logic Devices/Field Programmable Gate Array）器件，就可以得到最后的設計結果。此外，從應用的廣度和深度來說，由于電子信息領域的全面數(shù)字化，基于EDA的數(shù)字系統(tǒng)的設計技術具有更大的應用市場和更緊迫的需求性。數(shù)字系統(tǒng)的設計已從芯片組合化設計走向單片系統(tǒng)的設計。其特點如下：（1）采用硬件描述語言作為設計輸入。（2）庫的引入。（4）強大的系統(tǒng)建模、電路仿真功能。（5）開發(fā)技術的標準化、規(guī)范化以及IP核的可重用性。良好的可移植性與可測試性，為高效高質(zhì)的系統(tǒng)開發(fā)提供了可靠的保證。（7）全方位的利用計算機自動設計、仿真和測試技術。（8）對設計者的硬件知識和硬件經(jīng)驗要求低。（9）純硬件系統(tǒng)的高可靠性。對于小規(guī)模的數(shù)字集成電路，通?？梢杂脗鹘y(tǒng)的設計輸入方法（如原理圖輸入）來完成，并進行模擬仿真。在信息技術高速發(fā)展的今天，對集成電路提出了高集成度、系統(tǒng)化、微尺寸、微功耗的要求，因此，高密度可編程邏輯器件和VHDL便應運而生[2]。除了含有許多具有硬件特征的語