基于FPGA的数字电压表的毕业设计.docVIP

基于FPGA的数字电压表的设计 摘 要 电子设计自动化(electronic design automation,EDA)是近几年迅速发展起来的将计算机软件、硬件、微电子技术交叉运用的现代电子设计。其中EDA设计语言中的VHDL语言是一种快速的电路设计工具，功能涵盖了电路描述、电路、电路仿真等三大电路设计。本电压表的电路设计正是用VHDL语言完成的。此次设计主要应用的软件是美国ALTERA公司自行设计的一种。本次所设计的电压表的测量范围是～5V，精度为0.01V。此电压表的设计特点为：通过软件编程下载到硬件实现,设计周期短,开发效率高。Abstract The design of digital system is becoming faster, bulkier ,smaller and lighter than before. Electronic design automation is in the last few years quickly develop, it makes use of software , hardware ,micro-electronics 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 complete . The this time design is primarily the applied software is Quartus Ⅱ which is made by the United States ALTERA company.This system’s range is -5v to +5v and precision is 0.01v.Characteristics 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 目 录 第一章 绪 论 1 1.1 研究目的及意义 1 1.2本课题国内外研究概况、应用前景 1 第二章 硬件电路设计 3 2.1 ADC0809模块 3 2.1.1 A/D转换器的主要技术指标 3 2.1.2 ADC0809工作原理 4 2.1.3.工作时序 5 第三章FPGA功能模块的设计 6 3.2控制转换模块 6 3.3数据处理模块 8 3.4扫描、显示模块 9 第四章 总结 14 第一章 绪 论 研究目的及意义 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM是大学物理教学和实验中的重要仪表，其数字化是指将连续的模拟电压量转换成不连续、离散的数字量并加以显示。传统的实验用模拟电压表功能单一、精度低、体积大，且存在读数时的视差，长时间连续使用易引起视觉疲劳，使用中存在诸多不便。而目前数字万用表的内部核心多是模／数转换器，其精度很大程度上限制了整个表的准确度，可靠性较差。传统的数字电压表设汁通常以大规模ASIC(专用集成电路)为核心器件，并辅以少量中规模集成电路及显示器件构成。ASIC完成从模拟量的输入到数字量的输出，是数字电压表的心脏。这种电压表的设计简单、精确度高，但是这种设计方法由于采用了ASIC器件使得它欠缺灵活性，其系统功能固定，难以更新扩展。后来发展起来的用微处理器(单片机)控制通用A/D转换器件的数字电压表的设计的灵活性明显提高，系统功能的扩展变得简单，但是由于微处理器的引脚数量有限，其控制转换速度和灵活性还是不能满足日益发展的电子工业的需求。而应用EDA(电子设汁自动化)技术及FPGA(现场可编程门阵列)，其集成度高、速度快、性能十分可靠、用户可自由编程且编程语言通俗易懂、系统功能扩展非常方便。采用FPGA芯片控制通用A/D转换器可使速度、灵活性大大优于由微