數(shù)字式多用電信號測量儀的ASIC設(shè)計與制作

電氣自動化論文編號:ZD532 論文字?jǐn)?shù):34086,頁數(shù):80，有開題報告，任務(wù)書，文獻(xiàn)綜述

目    錄

摘    要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章  EDA技術(shù) 1
1.1 硬件描述語言 1
1.1.1 硬件描述語言簡述 1
1.1.2 VHDL語言的產(chǎn)生及發(fā)展 2
1.1.3 VHDL語言的特點 2
1.1.4 VHDL語言的開發(fā)環(huán)境 3
1.2 MAX+PLUSⅡ 4
1.2.1 MAX+PLUSⅡ特點 4
1.2.2 使用MAX+PLUSⅡ軟件系統(tǒng)的設(shè)計流程 6
第2章 硬件設(shè)計 11
2.1 信號采集 12
2.1.1 信號的采集方式 12
2.1.2 模擬通道的結(jié)構(gòu)形式的選擇 12
2.1.3 A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)傳送方式的選擇 12
2.1.4 A/D轉(zhuǎn)換器接口電路的結(jié)構(gòu)形式的選擇 13
2.1.5 A/D轉(zhuǎn)換起器的選用 13
2.2 人機交互設(shè)備接口 15
2.2.1 鍵盤 15
2.2.2 LED顯示器 15
2.3 中央處理單元 17
第3章  軟件設(shè)計 19
3.1 數(shù)字集成系統(tǒng)的設(shè)計 19
3.1.1 FPGA設(shè)計流程 19
3.1.2 FPGA設(shè)計方式和層次 20
3.1.3 VHDL書寫準(zhǔn)則 23
3.2 軟件方案論證 23
3.3 數(shù)字整形 24
3.3.1 數(shù)字濾波 24
3.3.2 單調(diào)性分析 24
3.4 頻率和周期的數(shù)字測量 25
3.4.1 頻率和周期測量的原理和誤差分析 25
3.4.2 用VHDL構(gòu)造BCD碼計數(shù)器系統(tǒng)模型 30
3.5 相位差 32
3.5.1數(shù)字式相位差的測量原理和方案論證 32
3.5.2 相位差的結(jié)構(gòu)化設(shè)計 36
3.6 電壓測量 39
3.6.1電壓測量的數(shù)字化方法 39
3.6.2電壓幅度的測量原理 40
3.6.3電壓測量的硬件設(shè)計 43
3.7 控制器和數(shù)據(jù)路徑設(shè)計 48
第4章  硬件系統(tǒng)調(diào)試 52
4.1 系統(tǒng)功能調(diào)試 52
4.1.1 FPGA芯片的設(shè)計與調(diào)試 52
4.1.2 掉電保護(hù)方案 52
4.2 測試方法和數(shù)據(jù) 52
4.2.1 參數(shù)測試 52
參考文獻(xiàn) 57
致   謝 58
附錄A 元器件明細(xì)表及儀器設(shè)備清單 59
附錄B 程序清單 60
一 頻率、周期、相位測量 60
二 電壓平均值 63
三 中央控制器 67
四 終端控制器 69
附錄C 硬件電路圖 72
附錄D 軟件仿真圖 73

摘要：本設(shè)計為一個多功能數(shù)字式測量儀，測量頻率范圍為64Hz~1Mz的周期性確定信號（如正弦波、三角波、階梯波、鋸齒波、脈沖信號、斜波等）的頻率、周期、電壓平均值、電壓峰峰值。
 系統(tǒng)采用超高速視頻閃爍A/D轉(zhuǎn)換器對兩個通道的被測信號進(jìn)行電壓的數(shù)據(jù)采樣；采用兩組LED顯示器實現(xiàn)對結(jié)果和被測信號量和項目的顯示；采用FPGA作中央處理單元，用純軟件的方法實現(xiàn)對被測信號的整形，完成頻率、周期、電壓平均值、電壓峰峰值的數(shù)據(jù)處理及與鍵盤、顯示器、A/D轉(zhuǎn)換器的通信。
關(guān)鍵詞:  硬件描述語言VHDL      EDA      MAX+PLUSⅡ      多功能數(shù)字式測量儀
 
  
 
 Signal measuring apparatus of digital many power consuming one ASIC designed and made
Summary : Originally design as a multi-functional digital measuring apparatus, measure frequency range measure for 64Hz periodicity of 1Mz fix the signal Frequency , cycle , peak value , average of voltage and peak of voltage (such as sinusoidal wave , triangular wave , ladder wave , sawtooth wave , pulse signal , oblique wave ,etc. ).
System adopt ultrafast video glimmer A/D converter to to examine signal carry on datum of voltage sample two passway; Adopt two group LED display realize and person who examines signal and display of project to result; Adopt FPGA to make central processing unit, realize the facelift of the signal to examining by way of pure software, finish frequency , data processing of cycle , average of voltage , voltage peak peak value and and communication of keyboard , display , A/D converter.
Keyword:  The hardware describes language VHDL       EDA            
 MAX +PLUSⅡs        Multi-functional digital measuring apparatus