基于CPLD的多功能脉冲分配器的设计开题报告.doc

毕业设计开题报告课题：基于CPLD的多功能脉冲分配器的设计专业电子信息工程学生姓名韩 清班级B电子032班学号0310620206指导教师成 开 友专业系主任王 吉 林撰写日期2007年3月30日电气与信息工程学院课题名称：基于CPLD的多功能脉冲分配器的设计课题类型： （） 应用型 （ ） 研究型1. 本课题的意义随着科学技术的发展，现在电子设计技术已进入一个全新的发展阶段，传统的电子设计方法、工具和器件在更大的程度上被EDA所取代。在EDA技术中，最为瞩目的是以现代电子技术为特征的逻辑设计仿真测试技术。该技术的出现，使电子系统设计发生了质的变化。设计速度快、体积小、重量轻、功耗小的集成电路已成为趋势。利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：1、用软件的方式设计硬件；2、用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；3、设计过程中可用有关软件进行各种仿真；4、系统可现场编程，在线升级；5、整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。本次设计中采用XILINX公司XC9572 CPLD器件来控制步进电机，实现两种输出方式：一种为双三相，另一种为三相六拍。步进电机可选择正、反转。并用VHDL进行编程，使系统实现自动化控制，抗干扰能力较强。同时在设计过程中，合理选用磁阻式步进电机，程序设计过后需要进行仿真，给出正确的仿真结果，从而验证了可编程逻辑器件的多功能脉冲分配器设计的正确性。整个设计系统具有快速起停，精确步进，没有累积误差及易于控制的特点，广泛应用在需要精确定位的位置控制系统中，尤其是数控设备、航空、导弹无线电等。同时由于采用的是系统可编程逻辑器件和VHDL语言，只需修改程序而无需改变电路的结构就可以方便地构成四相和五相等各种步进电机脉冲分配器。利用VHDL语言和CPLD器件设计数字系统，大大缩短了系统的开发时间和成本。由此也对此设计系统的升级、改善提供了基础，应用前景更为广泛。通过对本课题的研究，将四年中所学的知识融会贯通，同时温故而知新，将电子方面的知识加以综合，解决实际问题，为以后走上工作岗位打下坚实的基础。 2. 课题的基本内容：设计符合下述要求基于CPLD的多功能脉冲分配器：1、可以输出两种脉冲：一种三相六拍、另一种为双三相。2、有模式键来切换其输出形式。按下时为三相六拍输出，缺省时为双三相输出。3、有一个复位信号EX,当EX为高电位时，输出为低电平。4、有控制电机的方向选择控制端DIR,当其为高电平时，电机反转，反之正转。5、DIR有效电平时插入，要能使A路在下一拍即改变转向。6、有三位输出频率控制器，可以将输入频率分成八种频率输出。7、要求用VHDL语言来实现，并提供仿真波形图。3. 课题的研究方法、技术路线、设计（研究）方案：1、 分析多功能脉冲分配器的运行规则，明确以状态机为方案的设计方法。2、 以MAX+PLUS为平台用VHDL语言进行控制核心的设计。3、论证步进电机脉冲分配器的实现方式，选用可编程逻辑器件CPLD来实现。把XILINX公司XC9572高性能的CPLD作为脉冲分配器的主要器件。4、确定脉冲分配器的设计原理和控制逻辑，结合XC9572芯片的管脚分配，使XC9572芯片实现部分的逻辑功能。5、通过比较、匹配，合理选择磁阻式步进电机，分析磁阻式步进电机的工作原理和工作方式，实现三相六拍和双三相运转。6、用VHDL语言编程，并进行仿真。分析仿真结果，判断设计的正确与否。4. 课题的效果预测基于CLPD的多功能脉冲分配器能达到设计的技术要求：能输出双三拍和三相六拍的两种脉冲；能实现用模式键切换不同脉冲输出；控制不同高低电平实现电机的正、反转工作；有三位输出频率控制器，将输入频率可以分成八种频率输出。5. 毕业设计（论文）进度计划起讫日期工 作 内 容备 注2007.04.01-2007.04.07消化与毕业设计内容有关的资料,提出总体方案并进行可行性论证，写开题报告第五周2007.04.82007.04.14了解基于CPLD的多功能脉冲分配器的工作原理 第六周2007.04.15-2007.04.21确定基于CPLD的多功能脉冲分配器的实现方式第七周2007.04.22-2007.04.28基于CPLD的多功能脉冲分配器控制逻辑设计第八周2007.04.29-2007.05.05基于CPLD的多功能脉冲分配器分频模块设计及波形仿真第九周2007.05.06-2007.05.12基于CPLD的多功能脉冲分配器状态机设计及波形仿真第十周2007.05.13-2007.05.19基于CPLD的多功能脉冲分配器芯片的顶层实体实现第十一周2007.05.20-2007.05.26基于CPLD的多功能脉冲分配器设计综合输出第十二周2007.05.27-2007.06.02毕业设计说明书初稿写作第十三周2007.06.03-2007.06.1