基于EDA技术的多功能数字式测量仪的ASIC设计与制作

基于EDA技术的多功能数字式测量仪的ASIC设计与制作

文档编号:ZD460  文档字数:43373,页数:87，有开题报告，任务书，文献综述
摘要：本设计为一个多功能数字式测量仪，测量频率范围为64Hz 1Mz的周期性确定信号（如正弦波、三角波、阶梯波、锯齿波、脉冲信号、斜波等）的频率、周期、电压平均值、电压峰峰值。
系统采用超高速视频闪烁A/D转换器对两个通道的被测信号进行电压的数据采样；采用4*4的键盘作输入选择被测量的通道和项目；采用两组LED显示器实现对结果和被测信号量和项目的显示；采用FPGA作中央处理单元，用纯软件的方法实现对被测信号的整形，完成频率、周期、电压平均值、电压峰峰值的数据处理及与键盘、显示器、A/D转换器的通信。
在设计中选用Altera公司的EPLK10作为主芯片，所有的设计在EDA软件开发平台MAX+PLUSⅡ利用硬件描述语言VHDL进行设计编程，整个系统调试方便，硬件简单，易于实现，测试结果表明，本设计达到设计要求中的精度和各方面的功能指标。

关键词:   硬件描述语言VHDL    EDA   MAX+PLUSⅡ
多功能数字式测量仪

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

第1章电子测量及数据处理 1
       1.1电子测量的基础知识 1
     1.2测量误差的基本原理 6
     1.3测量误差的分类 12
       1.4测量方案设计 14
第2章硬件设计 17
       2.1中央单元(FPGA)   17
       2.2可编程逻辑器件的设计 21
       2.3信号采集 28
       2.4人机交互设备接口 34
第3章软件设计 41
       3.1数字整形 41
       3.2频率和周期的测量 44
       3.3相位差 47
       3.4电压测量 49
       3.5控制器和数据路径设计 52
第4章硬件调试 55
       4.1 系统功能调试 55
       4.2测试方法和数据 55
总结 60
参考文献 61
致谢 62
附录 63

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