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1、基于FPGA的数字电压表的设计摘要电子设计自动化(electronicdesignautomation,EDA)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技术。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、电路综合、电路仿真等三大电路设计容。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公司自行设计的一种CAE软件工具，即MAX+PLUSⅡ。本次所设计的电压表的测量围是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
2、到硬件实现,设计周期短,开发效率高。关键词：电子设计自动化(EDA)；FPGA；VHDL；A/D采集；数字电压表DesignofDitalVoltmeterBasedonFPGAXieXingDu(CollegeofZhangJiajie,JishouUniversity,Jishou,Hunan416000)AbstractThedesignofdigitalsystemisbecomingfaster,bulkier,smallerandlighterthanbefore.Electronicdesignautomationisin
3、thelastfewyearsquicklydevelop,itmakesuseofsoftware,hardware,micro-electronicstechnologytoformacourseofelectronicdesign.Amongthem,theVHDLlanguageofEDAisakindoftooloffastcircuitdesign,thefunctioncoveredthecircuitdescribe,thecircuitsynthesize,thecircuitimitatethetrueetc.The
4、circuitofthedesignthatuseVHDLlanguagetocomplete.ThethistimedesignisprimarilytheappliedsoftwareisMAXPLUSⅡwhichismadebytheUnitedStatesALTERAcompany.Thissystem’srangeis-5vto+5vandprecisionis0.01v.Characteristicsofthiselectricvoltagewatchis:Passthesoftwareprogramtodownloadth
5、ehardwareorealize,designtheperiodisshort,developmenttheefficiencyishigh.Keywords:ElectronicDesignAutomation(EDA);FPGA;VHDL;A/DAcquisitiondigitalvoltage目录第一章绪论11.1研究目的及意义11.2本课题国外研究概况、应用前景11.3研究的主要容2第二章相关技术简介32.1EDA技术的简介32.2FPGA的概念与特点32.3VHDL语言概述52.4软件工具MAX+PLUSII的简介6第三章硬
6、件电路设计83.1硬件电路框图83.2ADC0809模块93.2.1A/D转换器的主要技术指标93.2.2ADC0809工作原理93.2.3.工作时序113.3FPGA模块11第四章FPGA功能模块的设计及仿真144.2控制模块144.3数据处理模块154.4扫描、显示模块15第五章总结17参考文献18附录19附录一：总电路图19附录二：程序清单20致24第一章绪论1.1研究目的及意义数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，是大学物理教学和实验中的重要仪表，其数字化是指将连续的模拟电压量转换成不连续、离散的数字量并加以
7、显示。传统的实验用模拟电压表功能单一、精度低、体积大，且存在读数时的视差，长时间连续使用易引起视觉疲劳，使用中存在诸多不便。而目前数字万用表的部核心多是模／数转换器，其精度很大程度上限制了整个表的准确度，可靠性较差。传统的数字电压表设汁通常以大规模ASIC(专用集成电路)为核心器件，并辅以少量中规模集成电路及显示器件构成。ASIC完成从模拟量的输入到数字量的输出，是数字电压表的心脏。这种电压表的设计简单、精确度高，但是这种设计方法由于采用了ASIC器件使得它欠缺灵活性，其系统功能固定，难以更新扩展。后来发展起来的用微处理器(单片机)控制
8、通用A/D转换器件的数字电压表的设计的灵活性明显提高，系统功能的扩展变得简单，但是由于微处理器的引脚数量有限，其控制转换速度和灵活性还是不能满足日益发展的电子工业的需求。而应用EDA(电子设汁自动化)技术及
