文档介绍：泉州师范学院
毕业论文(设计)
题目基于FPGA的数据采集系统电路设计
物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业 2007 级
学生姓名李柏睿学号 070303029
指导教师曾永西职称讲师
完成日期 2011年4月2日
教务处制
基于FPGA的数字采集系统电路设计
泉州师范学院电子信息科学与技术专业 070303029 李柏睿
指导教师曾永西讲师
【摘要】本文介绍了基于FPGA的数据采集系统电路的工作原理和设计过程。根据数据采集技术原理,以Altera公司的EP2C8Q208C8N芯片为核心器件,通过ADC0809采集数据,并用DAC0832输出数据,在Quartus II平台上,通过VHDL语言编程完成数据采集系统电路的软件设计、编译、调试、仿真和下载,再与外围硬件电路相结合调试,最终设计出数据采集系统电路。
【关键词】FPGA;Quartus II;VHDL;数据采集
目录
第一章绪论 3
引言 3
EDA简介 3
FPGA简介 3
VHDL语言简介 3
Quartus II简介 4
数据采集技术简介 4
第二章总体设计 4
硬件设计 4
线性电源模块 4
数据采集模块 6
数据输出模块 8
按键控制模块 10
软件设计 11
ADCINT设计 11
12
RAM8设计 12
12
13
第三章系统软硬件调试 14
结论 15
致谢 15
参考文献 15
英文翻译 17
附录一线性电源、FPGA外围电路和FPGA最小系统连接口PCB 18
附录二系统各模块VHDL程序 19
第一章绪论
引言
随着数字系统的发展,广泛应用于各种学科领域及日常生活,微型计算机就是一个典型的数学系统。但是它只能对输入的数字信号进行处理,其输出信号也是数字信号。而在工业检测控制和生活中的许多物理量都是连续变化的模拟量,如温度、压力、流量、速度等,这些模拟量可以通过传感器或换能器变成与之对应的电压、电流或频率等电模拟量。为了实现数字系统对这些电模拟量进行检测、运算和控制,就需要一个模拟量与数字量之间的相互转换的过程。即常常需要将模拟量转换成数字量,简称为AD转换,完成这种转换的电路称为模数转换器,简称ADC。
EDA简介
EDA,即电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。它融合了大规模集成电路制造急速、ASIC测试和封装技术、FPGA/CPLD编程下载技术、自动测试技术、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)设计的设计概念,为现代电子理论和设计的实现和发展提供了可能性[1]。
EDA技术是一种综合性学科,打破了软件和硬件见的壁垒,把计算机的软件技术与硬件技术、设计效率和产品性能结合在一起,它代表了电子设计技术和应用技术的发展方向。
EDA技术一般包括以下内容:;;;[2]。
FPGA简介
FPGA,即现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array)的缩写。它是一种集成度较高的器件,属于复杂PLD。
FPGA具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围宽等特点,在产品研发和开发中具有很大的优势。用FPGA做一些协议实现和逻辑控制,如果协议理解错误或者逻辑需要更改,不需要动PCB。另外,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。目前FPGA的品种很多,有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。本设计用的是Altera公司的EP2C8Q208C8N芯片,里面有68416个逻辑单元,并提供了622个可用的输入/。它提高了百分之六十的性能和降低了一半的功耗,而低成本和优化特征使它为各种各样的汽车、消费、通讯、视频处理、测试与测量、和其他最终市场提供理想的解决方案[3]。
VHDL语言简介
诞生于1983年的VHDL,是Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language的简称,1987年底,VHDL被作为“IEEE标准1076”发布。
VHDL不仅可以作为系统模拟的建模工具,而且可以作为电路系统的设计工具,能通过Quartus II把VH