基于verilog的数模转换器设计

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1、南阳理工学院本科生毕业设计（论文）基于Verilog-HDL的数模转换器的设计院系：电子与电气工程学院专业：电子信息工程姓名：王晓宁学号：105090440022指导老师：曹原摘要随着计算机技术以及集成电路的迅速发展，对于芯片部分的数字部分和模拟部分接口电路的研究尤为重要。电子设计自动化逐渐成为重要的设计手段，已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。尤其是计算机在自动控制、自动检测以及其他许多领域中的广泛应用，使得对于数字部分与模拟部分的研究显得尤为重要。本文主要研究了基于Verilog-HDL语言的D／

2、A转换器的高层次行为模型。目录第一章引言1.1研究的目的与意义1.2数模转换器研究现状1.3研究的内容第二章D/A转换器的基本设计原理第三章EDA技术及Verilog-HDL设计3.1EDA技术3.2Verilog-HDL语言3.3EDA技术的开发环境-QuartusII第四章设计实现4.1系统方框图和结构设计4.2各模块的Verilog-HDL源程序4.31引言在计算机技术的推动下，20世纪末，电子技术获得飞速的发展。20世纪90年代，国际上电子与计算机技术比较先进的国家，一直都在积极研究心得电子电路设计的

3、方法。电子设计自动化EDA（ElectronicDesignAutomation）技术作为现代电子设计的核心，它依赖计算机技术，在EDA工具软件（QuartusII）平台上，使用硬件描述语言（Verilog-HDL）来完成对系统硬件功能的设计。电子设计自动化工具给电子设计带来了巨大变革，特别是可编程逻辑器件和硬件描述语言的出现与发展，解决了诸多不便。VHDL是目前通用的硬件描述语言之一，可用来描述一个数字电路的输入、输出以及相互间的行为与功能。它特有的层次性—由上到下的结构式语法适合大型项目的设计，而且修改方

4、便、移植性强，它的源代码已经成为一种输入标准，可用于各种EDA工具。使用VHDL设计数字系统已经成为当今电子设计技术的趋势。1.1课题研究的意义对于数模转换器的设计，大部分是采用C语言以及单片机编程来实现的。随着数字电路技术和计算机技术的发展，EDA技术取代了传统的电子设计方法而成为数字电路设计的主要技术。突出表现了EDA技术的功能。而且通过本课题的研究，能够掌握数模转换器的实现方法，熟悉转换器的工作过程，掌握数模转换器在实际生活中的应用方法，这样也有利于了解转换器的实现过程，掌握设计转换器的算法，提高能力。

5、同时也掌握EDA技术。1.2数模转换器研究现状随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展和普及，在现代控制、通信及检测等领域，为了提高系统的性能指标，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际对象一般是模拟量（如温度、压力、图像等），要使计算机或者数字仪表能识别、处理这些信号，必须先把这些虚拟信号转换为数字信号。本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状（1）近年来，随着社会和科学技术的发展，数字系统已经成为人类的重要部分。对于模拟系统，我们要利用信号处理技术转换为数字信号。随着数字信号处理技术的发展以

6、及新算法的不断涌现，再加上数字信号器件性能的不断提高，数模转换器的设计要求也在不断提高。（2）国外对于数模转换器的发展，推出双通道数模转换器，可以为宽带传输系统降低材料清单成本，高采样的数模转换器从而提高信号的准确性。（3）国内对于数模转换器的发展正在努力研究高效率的数模转换器，从而提高数字信号处理技术，为人类科技进步提供前提。1.3本课题研究的内容本文主要根据数字电路中的数模转换器的设计原理，通过采用硬件描述语言Verilog-HDL对其进行研究与仿真。本文所介绍的主要内容有以下五章内容。第一章主要介绍主要

7、课题的研究意义，研究目的，研究内容以及国内外对于数模转换器的研究现状做出概述。第二章主要介绍数模转换器的基本工作原理、分类和性能参数，同时对各种类型的D／A转换器的特点进行了对比研究，为转换器设计的发展创造了条件。第三章首先介绍了模拟硬件描述语言Verilog-HDL，简单介绍了Verilog-HDL描述行为模型的结构，同时介绍了基本电路元器件的模型，给出了一个简单电路的模型代码。第四章主要介绍运用QuartusII软件实现数模转换器的设计及程序框图。在QuartusII软件中进行仿真，得到仿真波形与结果并分

8、析。第五章主要对设计进行总结，提出设计的不足2、数模转换器的基本原理和常见电路本章系统介绍数模转换器的基本工作原理，以及影响数模转换器性能参数的主要因素，和常见的几种典型电路。2.1数模转换器的基本工作原理数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件，通常这种转换是线性的。D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。它是经过DSP(数字信