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FPGA的毫米波衰减器数控电路设计+源程序 摘要：衰减器在多个领域有广泛的应用。FPGA是英文Field programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是当今数字系统设计的主要硬件平台，其主要特点就是完全由用户通过软件进行配置和编程，从而完成某种特定的功能，且可以反复擦写。本论文以FPGA为基础，应用VHDL及Verilog语言设计并实现了一种利用FPGA对衰减器衰减量进行控制的数控电路。该设备能通过按键选择输出控制参数，并用LCD数码显示当前衰减参数；毫米波衰减器能够按1dB和10dB步进衰减，并具有复位功能。 关键词FPGA；衰减器；数控电路6958 毕业设计说明书（论文）外文摘要 TitleDesign of the Numerical Control Circuit Applied in theMillimeter Wave Attenuator Based on FPGA Abstract The attenuator has a wide application in many areas. FPGA is short for Field programmable Gate Array. It is the common hardware platform of todayrsquo;s digital system design. Based on FPGA, this paper design a FPGA that can control the attenuator Numerical Control circuit. Through the buttons, the device can select the output control parameters and show them by LCD. The device can control the attenuator to proceed 1dB or 10dB step attenuation and it has the reset function. Keywords: FPGA; attenuator; Numerical Control 目次 1引言1 1.1 综述1 1.2主要研究工作2 2FPGA原理2 2.1 FPGA工作原理及简介2 2.2 FPGA芯片结构4 3.1 VHDL的概述9 3.2 VHDL语言的系统设计及特点9 FPGA是英文Field programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。它是当今数字系统设计的主要硬件平台，其主要特点就是完全由用户通过软件进行配置和编程，从而完成某种特定的功能，且可以反复擦写。在修改和升级时，不需要额外地改变PCB电路板，只是在计算机上修改和更新程序，使硬件设计工作成为软件开发工作，缩短了系统设计的周期。提高了实现的灵活性并降低了成本，因此获得了广大硬件工程师的青睐。相比于单片机，FPGA在抗干扰与速度上有很大优势[3]。 本文所介绍的系统是一个基于EDA开发平台的的毫米波衰减器数控电路系统，采用流行的VHDL及Verilog语言编程，并在Quartus II设计平台上实现了全部编程设计。 1.2主要研究工作 本文以FPGA为核心，通过键盘输入来控制衰减器以及LCD显示。总体设计思路如下：键盘输出特性的信号，经过去抖电路处理后送入FPGA的键盘控制模块，经过该模块处理后，输出两路控制信号：一路信号送入衰减器驱动模块，经该模块处理后驱动衰减器；另一路信号送入LCD模块，在LCD上显示当前衰减值。在描述语言方面，本文选择了VHDL与Verilog来描述具体模块。 图1 控制系统及各受控部件框图 2FPGA原理 2.1 FPGA工作原理及简介 如前所述，FPGA是在PAL、GAL、EPLD、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点[3]。 由于FPGA需要被反复烧写，它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成，而只能采用一种易于反复配置的结构。查找表可以很好地满足这一要求，目前主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA采用Flash或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。通过烧写文件改变查找