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毕业设计开题报告
课题名称:
基于FPGA的数字电压表的研究与设计
学生姓名:
XXX
学院:
信息与通信工程学院
专业:
电子信息工程
指导教师:
xxx
2011 年 1 月 10 日
一、综述国内外对本课题的研究动态,说明选题的依据和意义:
研究动态:
传统的数字电压表设计通常以大规模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,是数字电压表的核心。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,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)控制通用A/D转换期间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(电子设计自动化)技术及FPGA(现场可编程门阵列),其集成度高、速度快、性能十分可靠、用户可自由编程切编程语言通俗易懂。系统功能扩展非常方便。采用FPGA芯片控制通用A/D转换器可使速度、灵活性大大优于有微处理器和通用A/D转换器构成的数字电压表。
(二)依据和意义:
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公司自行设计的一种CAE软件工具,即
QUARTUSII。
本次所设计的电压表的测量范围是0V~+5V,。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。
二、研究的基本内容,拟解决的主要问题:
本课题主要研究数字电压表的一般设计原理,并结合新型的可编程逻辑器件(FPGA)设计一种方便、使用的电压表。
该电压表采用EPGA芯片实现电压表的数码显示功能。设计中要求的数字电压表为4位,由三大部分组成,每一部分又包含了若干子电路,将各电路组合起来,就构成了一个整体。
研究的基本内容:
以FPGA为核心设计一个数字电压表。
将电压值测量结果在4位LED上显示出来。
3、用FPGA芯片控制A/DC数据采集和数码管显示,QUARTUSII仿真电路功能。
4、基本电压测量范围以及扩展范围
5、VHDL语言程序
三、研究的步骤、方法、措施