(毕业论文)数字电路系统学生论文_模板

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1、数字电路系统自主设计论文（2008级）题目学院专业班级学号学生姓名指导教师全自动直流电机调速系统通信工程学院信息工程完成日期在使用直流电机的时候经常会因为所带动的负载的变化而改变了直流电机的转速，这就需要一个既能显示电机的转速，又能通过设置电机的转速使电机在带动一定的负载的时候达到稳定的转速。本系统运用EDA技术，采用FPGA为核心器件，对逻辑器件进行编程,QUARTUSII及实验开发系统为设计工具，用VHDL语言对产品进行设计然后下载到FPGA上验证实现功能。系统功能：整个系统只需要两个按键SI,S2实现对速

2、度设定，直流电机会按预先设定的速度转动，当加上一定的负载后，电机的速度就会发生改变，系统会自动识别并作出判断，自动对速度进行调整，直至达到预先设定的速度。但是当负载过大时，即使电机满负荷工作也不能达到预设的速度，这样就超过了系统的调节能力了。关键词:FPGA;VHDL;EDA;电机控制；集成电路目录1引言4本课题的研究背景41.2集成电路的国内外发展现状61.3本课题的主要研究内容及意义62总体设计82.1功能要求82.2系统设计框图82.3基于STC89C52RC单片机的直流电机调速系统的设计82.4系统方案

3、比较83各模块电路设计93.1调速模块93.2速度检测模块123.3速度设定模块163.4各模块的组装194全自动电机调速系统的FPGA验证204.1FPGA简述204.2FPGA的结构描述214.2FPGA的配置模式224.3系统验证225致谢231引言1・1本课题的研究背景PLD（可编程逻辑器件）是数字集成系统逻辑器件，一种数字集成电路的半成品，在其芯片上按一定排列方式集成了大量的门和触发器等基本逻辑元件，使用者可利用某种开发工具对其进行加工，即按设计要求将这些片内的元件连接起来，使之完成某个逻辑电路或系统

4、的功能，成为一个可在实际电子系统中使用的专用集成电路。PLD的出现使数字系统的设计方法发生了崭新的变化。传统的系统设计方法采用SSI和MSI标准通用器件以对电子电路进行设计，由于器件的种类、数量多且连接复杂，因而造成系统体积大、可靠性差。采用PLD设计系统后,可利用EDA工具来完成，极大地提高了设计效率和设计灵活性。近年来，PLD和EDA技术相互促进，使得PLD已在计算机硬件、工业控制、智能仪器、家用电器等领域得到广泛应用，成为电子产品设计变革的主流器件。目前具有竞争力的电子产品，多数都采用了PLD,而PLD的

5、设计与改进必须借助EDAX具，因此掌握PLD和EDA技术已成为当今硬件系统设计者的重要任务。当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会，数字集成电路本身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路,发展到超大规模集成电路（VLSCI,几万门以上）以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路（ASIC）芯片，而且希望ASIC的设计周期尽可能短，最好是在实验室里就能设计出合

6、适的ASCI芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了现场可编程逻辑器件（FPLD）,其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）。大规模可编程逻辑器件CPDL和FGPA是当今应用最广泛的两类可编程专用集成电路，电子设计工程师利用它可以在办公室或实验室里设计出所需的专用集成电路，从而大大缩短产品的上市时间，降低了开发成本。此外，可编程逻辑器件还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以象软件一样通过编程来修改，这样就极大的提高了电子系统设计的灵活性和通用性。

7、由于具备上述两方面的特点，CPLD和FPAG受到了世界范围内广大电子设计工程师们的普遍欢迎，应用日益广泛。目前已有单片可用门数超过数百万门、工作频率可达500MHZ以上的可编程ASCI芯片问世，由于工艺和结构的不断改进，可编程ASCI芯片上包含的资源越来越丰富，可实现的功能越来越强，他们已成为当今实现电子系统集成化的重要手段。当前PLD主要向两个方向发展：CPLD和FPGA。而随着近年来半导体技术的飞速发展，现代高密度现场可编程逻辑器件FPGA,其设计性能及性价比已能够与掩膜ASIC抗衡，这极大地提高了FPGA

8、在此领域的竞争力。可编程器件制造厂家可按照一定的规格以通用器件大量生产，用户可按通用器件从市场上选购，然后按自己的要求通过编程实现专用集成电路的功能。因此，对于集成电路制造技术与世界先进的集成电路制造技术尚有一定差距的我国，开发具有自主知识产权的专用集成电路，已成为相关专业人员的重要任务。按用户需要，面向特定用途而专门设计制作的集成电路。大量生产并标准化的通用集成电路一般不能满足全部用