基于EDA技術的多功能數字式測量儀的ASIC設計與制作

電氣自動化論文編號:ZD460  論文字數:43373,頁數:87，有開題報告，任務書，文獻綜述 
 

目     錄

第1章 電子測量及數據處理  1
       1.1電子測量的基礎知識  1
     1.2測量誤差的基本原理  6
     1.3測量誤差的分類  12
       1.4測量方案設計  14
第2章 硬件設計  17
       2.1中央單元(FPGA)   17
       2.2可編程邏輯器件的設計  21
       2.3信號采集  28
       2.4人機交互設備接口  34
第3章 軟件設計  41
       3.1數字整形  41
       3.2頻率和周期的測量  44
       3.3相位差  47
       3.4電壓測量  49 
       3.5控制器和數據路徑設計  52
第4章  硬件調試  55
       4.1 系統功能調試  55
       4.2測試方法和數據  55
總結  60
參考文獻  61
致謝  62
附錄  63

摘要：本設計為一個多功能數字式測量儀，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。
 系統采用超高速視頻閃爍A/D轉換器對兩個通道的被測信號進行電壓的數據采樣；采用4*4的鍵盤作輸入選擇被測量的通道和項目；采用兩組LED顯示器實現對結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、電壓峰峰值的數據處理及與鍵盤、顯示器、A/D轉換器的通信。
 在設計中選用Altera公司的EPLK10作為主芯片，所有的設計在EDA軟件開發平臺MAX+PLUSⅡ利用硬件描述語言VHDL進行設計編程，整個系統調試方便，硬件簡單，易于實現，測試結果表明，本設計達到設計要求中的精度和各方面的功能指標。
 
關鍵詞:   硬件描述語言VHDL    EDA   MAX+PLUSⅡ
 多功能數字式測量儀
 
 

 
Abstract： This paper introduces the  design of multipurpose measurer . it measures cyclical signal  such as frequency ,cycle ,voltage average value or voltage tip-to-tip value of sinusoidal wave, triangular wave, ladder wave, saw-tooth wave, pulse signal and oblique wave which frequency ranges from 64Hz to 1MHz.
 The system uses super high speed video flash A/D converter to sample the voltage data of two passages signal to be measured. It adopts 4*4 keyboards for inputting signal of choosing passages or items to be measured, two groups of LED display for displaying all  measured data. The system uses FPGA as center process unit which uses a new design method of absolute software to achieve signal rectifying ,complete processing of frequency, cycle ,voltage average value or voltage tip-to-tip value , and communicating between keyboard, LED display and A/D converte.
 EP1K10 by Altera is used as core chip. And all the design is programmed with MAX+PLUS in VHDL. With simply hardware the system is easy to adjust and achieve. Tests prove that the system meets the requirements.
Keyword:    VHDL    EDA        MAX+PLUSⅡ  multipurpose digital measurer