实验八 AD转换.docVIP

电子科技大学中山学院 实 验 报 告 学生信息 系别 计算机工程系 专业 08嵌入式 班级 A班 姓名 杨治 学号 28030501053 实验信息 课程名称 数字逻辑设计实验 实验名称 实验八 A/D转换 实验时间 2010年 月日星期 批改情况 成绩 评阅教师 邓春健 批改时间 年 月 日 2009－2010学年第 2 学期 1.实验目的与要求 通过实验，熟悉并行比较型ADC电路,能够利用FPGA实现3位并行比较型ADC逻辑电路。 2.实验设备 硬件：PC机 一台 数字电路实验教学平台 一台 软件：Quartus II 6.0集成开发环境 3.实验内容 (1) 实现3位并行比较型ADC逻辑电路,并通过LED显示结果； (2) 实现3位并行比较型ADC逻辑电路,并通过数码管显示结果。(选做) 4.实验预习要求 仔细阅读课本第7章第二节，了解并行比较型电路的构成。 5.实验原理 (1) 图1是采用自然二制码的3位并行比较型ADC的原理图。它由电阻分压器、电压比较器A1~A7、寄存器和编码电路构成。数字电路教学平台利用比较器LM339和电阻实现了电阻分压器和电压比较器两部分，电路原理图如图2所示。当转动电位器R80时，A_VIN的电压就产生变化，根据电压的变化，LM339比较输出的结果为Out1~Out8，Out1~Out8接到FPGA的管脚上，利用FPGA实现寄存器和编码电路，就能实现A/D转换。参考逻辑图如图3所示。Out[8..1]是比较器LM339输出的值C1~C8，delay2是D触发器的时钟输入端，接到375Hz(系统时钟512分频)的时钟信号上，LED[7..0]是比较器输出的结果，当比较结果为1时，输出1，对应的LED灯灭。 (2) 当比较器输出的结果经过寄存器输出8位数据，对8位数据进行编码输出到数码管上，显示转换结果(0~6)。数字电路教学平台的数码管是共阳极，段驱动电平是低电平有效。 图1 图2 图3 在数字电路实验教学平台各个LED管对应的FPGA控制管脚如表1所示： LED0 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 234 233 1 2 222 221 180 179 表1 D/A引脚对应的FPGA控制管脚如表2所示： OUT1 OUT2 OUT 3 OUT 4 OUT 5 OUT 6 OUT 7 OUT 8 131 127 136 133 121 123 125 119 表2 数码管引脚对应FPGA控制管脚如表3所示： S_A S_B S_C S_D S_E S_F S_G S_DP 46 44 43 41 38 42 39 45 表3 数码管片选引脚对应FPGA控制管脚如表4所示： S_C1 S_C2 S_C3 S_C4 S_C5 S_C6 21 14 12 8 6 4 表4 6.实验步骤 (1) 启动Quartus II 6.0，利用建立工程向导建立一个工程文件。 (2) 选择File-New-Block Diagram/Schematic,建立一个原理图输入文件。 (3) 双击原理图空白处，输入所要添加的器件，然后设置引脚的输入、输出值，编译通过后对引脚进行IO分配，并把没用到的引脚设置为三态输入(Assignments-Device-DevicePin Options-Unused Pins-As input tri-stated)。 (4) 下载之前用调线把J3、J4短接，把编译成功的文件下载到核心板上，观察结果。 (5) 填写实验报告（可以在背面填写或者另添纸填写）。 基础实验 给出实现3位并行比较型ADC逻辑电路并通过LED显示结果的逻辑图，分析其原理。 给出实现3位并行比较型ADC逻辑电路并通过数码管显示结果的逻辑图，分析其原理。 高级实验 1. 请设计ADC0809控制电路，将AD转换结果在LED上显示。 2. 请在课后设计一个基于ADC0809的游戏操纵杆，当旋动电位器时，能够控制电脑的人物左右移动。 （提示：PC小游戏可以采用VC++、delphi 、C++Builder 等开发软件）