基于單片機+CPLD體系結構的信標機設計

論文編號:TX428  論文字數:15353,頁數:40

 摘要
    在機場的無線電通信導航設備中，信標機是一種重要的導航設備，因此對信
標機的研究和設計具有十分重要的戰略意義。
    我撰寫的論文題目是基于“單片機+CPLD體系結構的信標機設計”，此論文
主要針對現在使用的信標機設計技術及元器件類型相對陳舊，實現功能過于手工
化、分離元件過多，體積大、重量大、維修困難等問題，為實現設備的小型化、
模塊化和標準化，進一步提高設備的集成度和可靠性，提高智能化，為此，我根
據目前廣泛應用于各類儀器、設備中的單片機、CPLD器件，對基于單片機+CPLD
體系結構的信標機設計方法進行了淺顯的探討。
    設計的主要內容如下:
 1.對單片機、CPLD和FPGA性能特點進行分析，提出了基于“單片機+CPLD體
 系結構”的信標機設計方案;
    2.在CPLD中實現音頻信號分頻的計算方法，給出了設計原理圖;
    3.單片機與CPLD接口以總線方式實現譯碼、數據和控制鎖存功能的VHDL設計;
    4.信標發射機的設計;
    5.給出了整機監控流程圖和單片機監控程序的編制。
    本文詳細介紹了信標機的實現方法，對實現信標機的小型化、微機化進行了
有益的嘗試，具有一定意義。

關鍵詞  單片機  信標機  CPLD

Based on “MCU+CPLD Architecture” to design beacon tranmitter
Abstract
      Beacon transmitter is an important device to the wired comunication and navigation in airport,so it's of great strategic value to make applied researches.
    This paper's name is baseed on "MCU+CPLD Architecture" to design beacon transmitter. this thess points out some disadvantages of device ,such as technology backward in technique and type of components obsolete，manual operations，many absolute components，very large size and weight,operating and maintaining diffculty. In order to small size and modules and standardization ,and improve the device's intergrated and very high enough realiability ,intelligence, I explored the method
of beacon transmitter's designing based on "MCU+CPLD Architecture",according to MCU,CPLD components applied to the many instrument and device.
    The major work of this dissertation is as follows.
    1. Analysising the feature of MCU,CPLD, FPGA, I provided the method of beacon transmitter basee on "MCU+CPLD Architecture".
    2. Audio signal frequency is implemented in CPLD,give the schematic of the designing.
    3. Decording,latching data controlling signals are implemented in CPLD by interface between MCU and CPLD.
    4. Beacon transmitter's designing.
    S. Drawing the flow chart and making the MCU controlling and monitered programe.
 This paper introduced the method of the beacon transmitter, and gived the advantage tastes bymaking beacon transmitter very small size and controlled by computer.
 
 
Key words  MCU  beacon  transmitter  CPLD

目錄
第一章 緒論 1
1.3研究背境 2
第二章 解決方案、設計內容和技術難點 3
2. 1解決方案 3
2.1.1 CPLD/FPGA器件及EDA設計技術 3
2.1.2“單片機+CPLD體系結構”的特點 5
2.2設計內容 7
2.2.1信標機的系統結構框圖 7
2.3技術難點 8
2. 3. 1 CPLD與單片機的接口方式 8
2. 3. 2 CPLD片內功能的實現 8
2.3.3可編程邏輯器件的選型 8
第三章 CPLD片內邏輯功能設計 9
3. 1 CPLD選型 9
3. 1. 1 CPL。與FPGA的邏輯結構、互連結構和編程工藝的比較 9
3. 1. 2 CPLD與FPG^使用性能的比較 11
3.1 .3可編程器件及EDA工具選型 12
3. 2 CPLD與單片機的接口設計 13
3.3基于CPLD的功能實現 15
3.3.1音頻信號產生電路模塊 15
3.3.2 I NTERFI模塊 17
3.3.3鍵控信號產生電路，主要產生鍵控調制的鍵控信號 18
第四章 整機硬件總體結構設計 21
4.1單片機選型 21
4.2主控制板設計 21
4.2.1 CPU模塊 21
4.2.2顯示和按鍵模塊 21
4.2.3 CPLD外圍模塊 22
 4.2.5控制模塊 23
4.3發射機設計 23
4.3.1晶體振蕩模塊 24
4.3.3 75MHz低通濾波器模塊 25
4.3.4同軸繼電器 26
 4.4.1音頻信號穩定放大模塊 26
4.5鍵控調制放大模塊 26
 4. 5. 1鍵控調制放大模塊原理框圖 27
4.6天線 27
第五章 整機軟件流程圖設計 28
5 .1系統功能描述 28
5.2 整機軟件設計主程序流程圖及程序模塊說明 28
5.2.1準備程序 28
第六章 結束語 31
參考文獻： 32
致謝 33
附錄1  射頻放大模塊電路圖 34
附錄2 鍵控調制放大模塊電路圖 35
附錄3縮寫注釋 36