设计竞赛培训—数字类功能性题目总汇.ppt

查找资料 芯片资料 74系列/CD4000系列手册 （型号检索） （分类检索） FPGA 设计 （入门资料、网上论坛） （网上论坛） 有哪些信誉好的足球投注网站引擎 www.baidu,com （国外网） 方案设计 （通过图书馆链接进入） 经验积累 注意积累可重用的模块 FPGA的一些常用模块； 单片机程序框架； AD、DA的连接方法； 注意软件备份 经常作好了的东西又改错了； 其他 队内合作 队间交流 深入理解 广泛涉猎 …………… 数字类功能性题目概述 主讲：徐贵航 李旻岳 北京理工大学电子工程系 电子设计竞赛培训之 主要内容 数字类功能性题目的主要特点 数字类功能性题目的解题思路 此类题目所需主要知识 说明 数字类：主要功能采用数字器件完成，经常需要AD、DA作为输入输出； 功能型：题目要求以实现功能为主，在指标上没有“精益求精”的要求。 单片机 CPLD/FPGA 存储器 74/4000系列小规模电路 AD/DA 历年题目 2003年D题：简易逻辑分析仪 （存储、光标、触发）； 2001年B题：简易数字存储示波器 （存储、触发）； 1999年E题：数字化语音存储与回放系统 ； 1999年C题：频率特性测试仪； ………… 主要特点 有一些指标要求，但都很容易实现，功能要求较多； 例如2003年D题中要求的指标（20Bit存储、100Hz信号、16级门限）； 2001年B题：32级、20点，输入阻抗100K等； 数字模拟混合，需要AD、DA等； 硬件电路相对固定，主要功能通过软件实现（包括FPGA、单片机）； 发挥余地较大：发挥部分有“其它”二字； 基本结构 单片机 FPGA /CPLD A/D D/A 显示装置 存储器 模拟输入 键盘 电源部分 单片机 最小系统 如何实现？ 单片机与键盘、显示（LED、数码管、LCD）连接相对固定，一般作成独立模块(最小系统)； 存储器有时候可以用FPGA内部的，不一定需要外接（同步 VS 异步）； A/D、D/A需要集成电路—芯片选型； 常用芯片 单片机：AT89C(S)5X,PIC 系列等； FPGA/CPLD：MAX7128、FLEX10K、ACEX等； A/D：ADC0809、AD7821； D/A：DAC0800、DAC0832、AD7520； 存储器：6264、IDT7132（双口）； 其它：NE555、74LS14（非门）、74LS373、78XX／79XX等 器件分工 A/D：完成模拟到数字的转化； 单片机：完成功能解释（输入接口）及全局控制； CPLD/FPGA：完成数据流转换与时序控制； 存储器：存储数据，如果需要同时读写，需要双口RAM或将单口RAM分时复用； 其它：辅助功能，如电源等 单片机 vs. FPGA/CPLD 概括地讲，单片机（可以扩展到ARM、DSP等）适合于处理“块操作”——攒够一定数目一块处理，FPGA/CPLD适合“流操作”——来一个处理一个； 在电子设计竞赛中，FPGA/CPLD一般用于控制A/D、D/A，存储器，即适合数据流控制；单片机适合控制扫描键盘、控制显示、以及设置FPGA的几个状态字； 如果不考虑性软件的复杂性与资源、时间要求，很多功能既可以用单片机实现，也可以用FPGA实现。 扯远一点：关于FPGA FPGA与CPLD：有区别，但常常不加区分； 开发工具：MAX+PLUS II，Quartus II 编程语言：原理图输入、AHDL、VHDL、Verilog HDL； 推荐使用VHDL或Verilog HDL：通用型 所需知识 数字电路、时序概念 扯远一点：关于FPGA（二） FPGA设计注意事项 FPGA是一些查找表与触发器的组合； 有资源、引脚的限制； 相对于单片机要快； 能够用单片机方便实现的功能，尽量不要用FPGA，如控制显示、扫键盘、做计算等； 合理使用开发工具提供的底层模块（74系列、计数器、MUX等）； Why HDL？ 原理图输入是最直观的方法，但文本方法HDL是FPGA设计的主流； 原理图能实现的逻辑，HDL都可以实现； HDL能在更高层次上设计，更符合人的思维； 刚入门的FPGA开发者可以用HDL作底层模块，顶层采用原理图输入； AHDL只适用于Altera的芯片，并且偏向于底层的描述；VHDL与Verilog HDL是国际标准，不仅适合于开发各个厂家的FPGA／CPLD，选用这两种有利于将来发展； Verilog HDL语法与C相似，可能比较容易上手； 实现实例 单片机 FPGA /CPLD A/D D/A 显示装置 存储器 模拟输入 键盘 电源部分 单片机 最小系统 比较器 lm139 FLEX10K DAC0800 AT89C51单片机最小系统 LM7805 解题思路 题目理解 弄清原理 基本框架 器件选型 电