wpp基于FPGA的数字电压表设计

目录

目录 I

摘要 III

Abstract IV

第一章  绪论 1

1.1  课题的研究背景 1

1.2  课题任务、目标及方法 1

1.3  文档内容和结构 2

第二章   设计基础知识 3

2.1  TLC549的简介 3

2.1.1  A/D转换器的主要技术指标 3

2.1.2  TLC549工作原理 4

2.2  FPGA知识介绍 6

2.2.1  FPGA的架构原理与特点 6

2.2.2  FPGA设计流程 8

2.2.3  EP1C12Q240C8介绍 9

2.3 VHDL硬件描述语言 9

2.3.1 VHDL语言简介 9

2.3.2  VHDL语言语言的主要优势 10

2.3.3 VHDL语言的设计流程 10

2.4  Quartus II及其他第三方开发工具 11

2.4.1  Quartus II开发平台简介 11

2.4.2  第三方EDA工具 12

第三章 硬件设计 14

3.1  系统整体结构 14

3.2  FPGA部分设计 15

3.3  模数转换模块设计 16

3.4  数码管显示设计 17

第四章  软件设计 19

4.1  数字电压表设计系统框图 19

4.2数字电压表主要功能模块的实现 21

4.2.1  时钟分频（div_f）模块： 21

4.2.2  数据采集控制（cs_control）模块： 21

4.2.3  数据串转并（chuan2bing）模块 23

4.2.4  显示数值计算（data_calculate）模块 23

4.2.5  数码管扫描（led_select）模块 24

4.2.6  译码显示（led_translate）模块 24

第五章  系统仿真及测试 26

5.1  系统仿真及测试过程 26

5.1.1  时钟分频模块仿真 26

5.1.2  数据处理模块仿真 29

5.1.3  数码管译码显示模块仿真 31

5.1.4  顶层文件设计 33

5.1.5  硬件连接及测试 35

第六章  总结与展望 37

6.1  总结 37

6.2  展望 37

致谢 39

参考文献 40

摘要

伴随着集成电路(IC)技术的发展，电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段，己经广泛应用于模拟与数子电路系统等许多领域。目前电子技术的发展主要体现在EDA领域,数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。电子设计自动化是近几年迅速发展起来的将计算机软件、硬件、微电子技术交叉运用的现代电子设计学科。其中EDA设计语言中的VHDL语言是一种快速的电路设计工具，功能涵盖了电路描述、电路合成、电路仿真等三大电路设计工作。本电压表的电路设计正是用VHDL语言完成的。此次设计主要应用的软件是美国ALTERA公司自行设计的Quartus II。

本次所设计的电压表的测量范围是0～5V，精度为0.01V。此电压表的设计特点为：通过软件编程下载到硬件实现,设计周期短,开发效率高。

关键字：电子设计自动化(EDA)；FPGA；VHDL；A/D；数字电压表