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1、毕业设计（论文）学 生 姓 名： 朱云 学 号： 0904031201专 业 ： 应用电子技术系 部 ： 计算机科学与技术系设计(论文)题目：基于 EDA 的数字电压表的设计指 导 教 师 : 顾泽慧2012 年 6 月 6 日摘 要在计算机支持的信息技术时代，电子技术日益数字化，数字电路以及其基本单元简单化，应用单元标准化、模块化、通用化的特点， 长驱直入地深入到 电力、通讯、计算机、家电、机械等行业的应用。数字电压表的 设计应包括三个主要部分：作为电压采样端口的模数转换单元、数据处理单元以及电压值显示单元。要求利用 ADC0804 模数转换器，FPGA 作为数据处理的核心器件，用 LED
2、数码管进行电压值的显示。其基本原理是采用数字化 测量技术，对直流电压进行模数转换，转换成不 连续、离散的数字形式并加以显示。关键词 模数转换器 FPGA 数据处理目 录摘 要 .绪 论 .1第一章 系统开发工具简介 .31. 1 EDA 技术简介 .31. 2 VHDL 简介 .41. 3 CPLD/FPGA 的简介 .61. 4 QUARTUSII .71. 5 设计流程 .9第二章 系统设计与实现 .102.1 设计任务和要求 .102. 2 设计原理 .102.2.1 模数转换器工作原理 .112.2.2 数据处理及显示单元 .122.3 模数转换接口电路的设计 .132. 4 数据处理
3、模块的设计 .142.4.1 计算法进行数据处理模块的设计 .142.4.2 查表法进行数据处理模块的设计 .152. 5 显示模块的设计 .17第三章 系统调试与性能分析 .183.1 仿真波形 .183.2 下载及调试 .193.3 性能分析 .19总结 .20致谢 .21参考文献 .22附录 源程序 .23毕业设计（论文） 数字电压表1绪 论EDA 技术在电子信息，通信，自动，控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。EDA技术是计算机技术与电子设计技术相结合的一门崭新的技术，给电子产品设计与开发带来了革命性的变化。随着 EDA 技术的发展，硬件电子电路的设计几乎可以依靠计算机完成，大大缩
4、短了硬件电子设计的周期，从而使制造商能迅速开发出品种多、批量小的产品，满足市场的需求。已成为广泛应用于各电子信息领域的前沿技术之一，用它能克服实验室元器件品种、规模、数量不足、仪器陈旧老化、实验电路板形式单调，不利于学生创新设计等缺点，对培养我们的应用能力、综合分析与设计能力和提高综合素质都具有重要的意义。QUARTUS是 ALERT 公司最新推出的 EDA 软件工具，其设计工作完全支持 VHDL、VERILOG的设计流程，其内部嵌有 VHDL、VERILOG 逻辑综合器。第三方的综合工具，如LEONARDO、SPECTRUM、SYNPLIFY PRO、FPGA COMPILER有着更好的综合
5、效果，因此通常建议使用这些工具来完成 VHDL/VERILOG 源程序的综合。它可直接调用这第三方工具同样还具备仿真的功能，也支持第三方的仿真工具。如 MODELISM。VHDL 是一种高级描述语言，适用于行为级和 RTL 级的描述，最适用于描述电路的行为。它是电子设计的主流硬件描述语言，诞生于 1982 年，VHDL 主要用于描述数字的结构、行为、功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL 的语言形式和描述风格与句法十分类似于一般的计算机高级语言。它的程序结构特点是将一项设计实体分成外部和内部两个基本点部分，其中外部为可见部分，即系统的端口，而内部为不可见部分，即设计实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种设计实体分成内、外部分的概念是 VHDL 系统设计的基本点。FPGA 即现场可编程门阵列，它是在 PAL、GAL、CPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA 采用了逻辑单元阵列 LCA 这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块 CLB、输出输入模块 IOB 和内部连线三个部分。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA 一般来说比 ASIC（
