基于VHDL数字电压表设计

沈阳理工大学学士学位论文I摘要VHDL即超高速集成电路硬件描述语言是随着可编程逻辑器件PLD的发展而发展起来的一种硬件描述语言，主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口，是电子设计自动化EDA的关键技术之一。它采用一种自上而下TOPDOWN的设计方法，即从系统总体要求出发，自上至下地逐步将设计内容细化，如划分为若干子模块，最后完成系统硬件的整体设计。它支持设计库和可重复使用的元件生成，支持阶层设计，提供模块设计的创建。VHDL设计技术对可编程专用集成电路ASIC的发展起着极为重要的作用。本电压表的电路设计正是用VHDL语言完成的，完成电压数据的采集、转换、处理、显示。此次设计主要应用的软件是美国ALTERA公司自行设计的一种QUARTUS。本次所设计的电压表的测量范围是05V，精度为002V。关键词电子设计自动化；VHDL；A/D采集；数字电压表沈阳理工大学学士学位论文IIABSTRACTVHDLIE,ULTRAHIGHSPEEDINTEGRATEDCIRCUITHARDWAREDESCRIPTIONLANGUAGEISWITHTHEDEVELOPMENTOFPROGRAMMABLELOGICDEVICESPLDANDDEVELOPEDAKINDOFHARDWAREDESCRIPTIONLANGUAGE,ISMAINLYUSEDTODESCRIBETHESTRUCTUREOFTHEDIGITALSYSTEM,BEHAVIOR,FUNCTIONANDINTERFACEOFELECTRONICDESIGNAUTOMATIONEDAISONEOFTHEKEYTECHNOLOGIESITUSESATOPDOWNDESIGNMETHOD,NAMELYFROMTHEOVERALLSYSTEMREQUIREMENTS,FROMTOPTODOWNGRADUALLYTOREFINEDESIGNCONTENT,SUCHASDIVIDEDINTOSUBMODULES,FINALLYCOMPLETEDTHEOVERALLDESIGNOFTHESYSTEMHARDWAREITSUPPORTSDESIGNLIBRARYANDREUSABLECOMPONENTSTOGENERATE,SUPPORTTHECLASSDESIGN,MODULEDESIGNCREATIONVHDLDESIGNTECHNOLOGYOFPROGRAMMABLEAPPLICATIONSPECIFICINTEGRATEDCIRCUITASICPLAYSAVERYIMPORTANTROLEINTHEDEVELOPMENTTHECIRCUITOFTHEDESIGNTHATUSEVHDLLANGUAGETOCOMPLETE,THEVOLTMETERCANCOMPLETECOLLECTIONOFVOLTAGEDATA,CONVERSION,TREATMENTANDDISPLAYTHETHISTIMEDESIGNISPRIMARILYTHEAPPLIEDSOFTWAREISQUARTUSWHICHISMADEBYTHEUNITEDSTATESALTERACOMPANYTHISSYSTEMSRANGEIS5VTO5VANDPRECISIONIS002VKEYWORDSELECTRONICDESIGNAUTOMATIONVHDLA/DACQUISITIONDIGITALVOLTAGE沈阳理工大学学士学位论文III目录1绪论111课题背景和意义112FPGA设计特点113FPGA设计流程214硬件描述语言VHDL3141VHDL的发展3142VHDL的特点415VHDL语言的设计流程516QUARTUSII开发平台简介5161QUARTUS软件介绍5162QUARTUS设计输入6163文本设计输入方式6164QUARTUSII设计仿真82设计任务与要求123设计方案134各器件的选择1541A/D转换器ADC0809控制电路15411ADC0809的功能介绍15412ADC0809引脚介绍16413ADC0809芯片的控制方法及转换过程1642BCD码18421BCD码的介绍18422BCD码的运算1943译码，显示电路195功能模块2051ADC0809（AD）2052DATAPROCESS2353LEDDISPLAY2754顶层模块设计29沈阳理工大学学士学位论文IV结论31致谢32参考文献33附录A英文原文34附录B汉语翻译45沈阳理工大学学士学位论文11绪论11课题背景和意义随着信息技术获得了突飞猛进的发展，信息技术渗透了我们生活的几乎全部领域，改变着人类的生存状态和思维模式。而我们的课题所涉及的电子设计自动化（EDA）技术就是在这种时代背景下产生的，并影响巨大13。FPGA是新型的可编程逻辑器件，与传统ASIC相比，具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进等优点，特别适合于产品的样品开发和小批量生产。传统的数字电压表多以单片机为控制核心，芯片集成度不高，系统连线复杂，难以小型化，尤其在产品需求发生变化时，不得不重新布版、调试，增加了投资风险和成本4。而采用FPGA进行产品开发，可以灵活地进行模块配置，大大缩短了开发周期，也有利于数字电压表向小型化、集成化的方向发展。随着电子技术的发展，当前数字电子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。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的ASIC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能的要求，自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成，也就说做到了电子设计自动化（EDA）这样做可以大大的缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求5,6。伴随着集成电路IC技术的发展，电子设计自动化EDA逐渐成为重要的设计手段，己经广泛应用于模拟与数子电路系统等许多领域。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7,11。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QUARTUSII8。沈阳理工大学学士学位论文212FPGA设计特点FPGA设计的特点如下（1）硬件设计软件化这是FPGA开发的最大优势。传统硬件电路设计先要进行功能设计，然后进行电路板级设计并做称电路板后进行调试，如果电路中有什么错误，整个电路板都将作废，这是很不经济的。FPGA的开发在功能层面上可以完全脱离硬件而在EDA软件上做软仿真。当功能确定无误后可以进行硬件电路板的设计。最后将设计好的，由EDA软件生成的烧写文件下载到配置设备中去，进行在线调试，如果这时的结果与要求不一致，可以立即更改设计软件，并再次烧写到配置芯片中而不必改动外接硬件电路。（2）高度集成化，高工作频率一般的FPGA内部都集成有上百万的逻辑门，可以在其内部规划出多个与传统小规模集成器件功能相当的模块。这样将多个传统器件集成在同一芯片内部的方法不但可以改进电路板的规模，还可以减少PCB布线的工作。由于各个模块都是集成在FPGA芯片内部，这就很大程度地解决了信号的干扰问题，使得FPGA的工作频率可以大幅度的提高。另外，一般的FPGA内部都有PLL倍频的时钟，这进一步解决了电磁干扰和电磁兼容问题9,10。（3）支持多种接口FPGA芯片可支持多种标准的接口电平，可通过EDA开发工具来选定采用什么样的接口标准，包括常用的TTL和差分输入等。这便于后端各种不同接口电路的匹配。13FPGA设计流程可编程逻辑器件的设计是利用EDA开发软件和编程土具对器件开发的过程。它包括设计准备、设计输入、功能仿真、设计处理、时序仿真和器件编程及测试等六个步骤。（1）设计准备在系统设计之前，首先要进行方案论证、系统设计和器件选择等准备工作。一般采用自上而下的设计方法，也可采用传统的自下而上的设计方法。（2）设计输入设计输入将所设计的系统或电路以开发软件要求的某种形式表示出来，并送入计算机的过程称为设计输入。设计输入通常有以下集中形式沈阳理工大学学士学位论文31原理图输入方式2硬件描述语言输入方式3波形输入方式（3）功能仿真功能仿真也叫做前仿真。用户所设计的电路必须在编译之前进行逻辑功能验证，此时的仿真没有延时信息，对于初步的功能检测非常方便。仿真中如发现错误，则返回设计输入中修改逻辑设计。（4）设计处理设计处理是器件设计中的核心环节。在设计处理过程中，编译软件将对设计输入文件进行逻辑化简、综合优化和适配，最后产生编程用的编程文件。主要有1语法检查和设计规则检查2逻辑优化和综合3适配和分割4布局和布线（5）时序仿真时序仿真又称后仿真或延时仿真。由于不同器件的内部延时不一样，不同的布局布线方案也给延时造成不同的影响，因此在设计处理以后，对系统和各模块进行时序仿真，分析其时序关系，估计设计的性能，以及检查和消除竟争冒险等是非常有必要的。（6）器件编程测试时序仿真完成后，软件就可产生供器件编程使用的数据文件。14硬件描述语言VHDL141VHDL的发展VHDL的英文全名是VHSIC（VERYHIGHSPEEDINTEGRATEDCIRCUIT）HARDWAREDESCRIPTIONLANGUAGE。VHDL是20世纪80年代中期，由美国国防部资助的VHSIC项目开发的产品。VHDL于1987年由国际标准化组织IEEE（IEEESTD1076_1987）所确认。1993年，IEEE1076标准被升级、更新，新的VHDL标准为IEEESTD1076_1993。1996年，IEEE10763成为VHDL综合标准。VHDL的语法丰富、数据沈阳理工大学学士学位论文4类型繁多，是描述能力很强的的一种硬件描述语言，能在高层次上以系统的行为进行描述和仿真。VHDL非常适用于可编程逻辑器件的应用设计，并正在得以普及。目前，几乎所有的EDA厂商出品的EDA软件都兼容这种标准。硬件描述语言HARDWAREDESCRIPTIONLANGUAGE,HDL是电子系统硬件行为描述,结构描述,数据流描述的语言目前,利用硬件描述语言可以进行数字电子系统的设计随着研究的深入,利用硬件描述语言进行模拟电子系统设计或混合电子系统设计也正在探索中。国外硬件描述语言种类很多,有的从PASCAL发展而来,也有一些从C语言发展而来有些HDL成为IEEE标准,但大部分是企业标准VHDL来源于美国军方,其他的硬件描述语言则多来源于民间公司可谓百家争鸣,百花齐放这些不同的语言传播到国内,同样也引起了不同的影响在我国比较有影响的有两种硬件描述语言VHDL语言和VERILOGHDL语言这两种语言已成为IEEE标准语言12,15。142VHDL的特点VHDL描述能力非常强。它比其他的HDL有更高层次的描述。甚至在有时描述过程中中有算法的描述，而无硬件的痕迹。因此，VHDL在CPLD/FPGA的应用方面较为广泛；VHDL可以用比较少的篇幅将一个复杂的问题描述得很清楚。同时，VHDL指令代码多，数据类型丰富，既有可以用于仿真系统的指令，又有可用于综合的语句。因此VHDL使用起来非常灵活。可以说，在几种硬件描述语言中，VHDL是描述能力最强的一种语言。与其他硬件描述语言相比，VHDL具有以下特点1）功能强大灵活性高VHDL具有功能强大的语言结构，可以用简洁明确的源代码来进行复杂控制逻辑的设计。同时VHDL还支持层次化的设计，支持系统元件库和用户设计的元件库。目前，VHDL已成为一种设计、仿真、综合的标准硬件描述语言。2）器件无关性VHDL允许使用者在进行设计时，不需要首先选择一个具体的器件。对于同一个设计描述，可以采用多种不同的器件结构来实现其功能。因此，在设计描述阶段，设计者可以集中精力于从事设计构思和优化。当设计、仿真通过后，在指定具体的器件综合、适配即可。3）可移植性VHDL是一种标准语言，故采用VHDL进行的设计可以被不同的EDA工具所支持。可以从一个仿真工具移植到另一个仿真工具，可以从一个综合工具沈阳理工大学学士学位论文5移植到另一综合工具，也可以从一个工作平台移植到另一个工作平台。在一个EDA工具中采用的技术技巧在其他工具中同样可以采用。4）自顶向下的设计方法自顶向下的设计方法是将要设计的电路进行最顶层的描述，然后利用EDA软件进行顶层仿真，如果顶层设计的仿真以满足要求，则可以继续将顶层划分的模块进行低一级的划分并仿真，这样一级一级的设计最终将完成整个电路的设计。5）数据类型丰富作为硬件描述语言的一种，VHDL数据类型丰富。除了VHDL自身预定的10中数据类型外在VHDL程序设计中还可以由用户自定义数据类型。特别是STD_LOGIC数据类型的使用，使得VHDL能最真实地模拟电路中的复杂信号。6）建模方便由于VHDL中可综合的语句和用于仿真的语句齐备，行为描述能力强，因此VHDL特别适合信号建模。目前支持VHDL的综合器能对复杂的算数描述进行综合（如QUARTUS20以上的版本都能对STD_LOGIC_VECTOR类型的数据进行加、减、乘、除），因此对于复杂电路的建模，VHDL无论仿真还是综合都是非常合适的描述语言。7）运行库和程序包丰富目前支持VHDL的程序包很丰富，大多以库的形式存放在特定的目录下，用户可随时调用。在CPLD/FPGA综合时，还可以使用EDA软件商提供的各种库和程序包。而且用户利用VHDL编写的各种成果都可以以库的形式存放，在后续的设计中可以继续使用13,14。15VHDL语言的设计流程采用VHDL语言设计硬件电路系统的设计流程一般可以分为以下几个步骤。硬件电路系统设计要求的定义。编写描述硬件电路系统功能的VHDL语言程序。VHDL语言程序的模拟。VHDL语言的综合、优化和布局布线。布局布线后的设计模拟。器件的编程。设计人员在从事硬件电路系统的合计过程中，编写VHDL语言程序之前必须对硬件电路系统的设计目的和设计要求有一个非常明确的认识才行17。沈阳理工大学学士学位论文616QUARTUSII开发平台简介161QUARTUS软件介绍QUARTUSII是ALTERA提供的FPGA/CPLD开发集成环境，ALTERA是世界最大可编程逻辑器件供应商之一。QUARTUSII在21世纪初推出，是ALTERA前一代FPGA/CPLD集成开发环境MAXPLUSII的更新换代产品，其界面友好，使用便捷。在QUARTUSII上可以完成设计输入、HDL综合、布线布局（适配）、仿真和下载和硬件测试等流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，使设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。162QUARTUS设计输入QUARTUSII的设计过程主要由设计输入、设计编译、设计仿真和器件编程4部分组成。QUARTUSII软件的基本设计流程如图11所示。原理图设计输入新项目建立建立设计文件文本设计输入分析若得到的结果大于9且小于16时,该位进行加6修正。2如果任何两个对应位BCD数相加的结果向高一位有进位时即结果大于或等于16,该位进行加6修正3低位修正结果使高位大于9时,高位进行加6修正从表中得到的模拟电压值必须用BCD码表示才能便于用LED数码管显示。例如，ADC0809的DB0DB7是89H（10001001B），高4位HB是1000，低4位LB是1001，表中查询到高四位1000对应的256V,写成BCD码是0010,0101,0110；低四位1001对应的是018V，写成BCD码是0000,0001,1000其和是274V，求的BCD码的运算如下HB001001010110LB000000011000进位10110结果00100111010043译码，显示电路对多位数字显示采用扫描式显示可以节电，这一点在某些场合很重要。对于某些系统输出的的数据，应用扫描式译码显示，可使电路大为简化。有些系统，比如计算机，某些A/D转换器，是以这样的形式输出数据的由选通信号控制多路开关，先后送出（由高位到低位或由低位到高位）一位十进制的BCD码选通信号可用节拍发生器产生。（1）译码、显示电路可以采用动态扫描显示和静态显示两种方法。这里采用动态显示。沈阳理工大学学士学位论文20（2）动态显示的字位更新采用一个计数器频率约为125HZ的信号轮流接通各位数码管的位线，并对显示字符进行扫描，应保证显示不闪烁。5功能模块51ADC0809（AD）功能利用ADC0809作为电压采样端口，进行A/D转换。LIBRARYIEEEUSEIEEESTD_LOGIC_1164ALLUSEIEEESTD_LOGIC_UNSIGNEDALLENTITYADISPORTCLKINSTD_LOGICEOCINSTD_LOGICDATAININSTD_LOGIC_VECTOR7DOWNTO0DATAOUTOUTSTD_LOGIC_VECTOR7DOWNTO0OEOUTSTD_LOGICALEOUTSTD_LOGICSTARTOUTSTD_LOGICADDOUTSTD_LOGIC_VECTOR2DOWNTO0ENDADARCHITECTUREONEOFADISTYPESTATESISST0,ST1,ST2,ST3,ST4SIGNALCURRENT_STATE,NEXT_STATESTATESST0SIGNALTEMPSTD_LOGIC_VECTOR7DOWNTO0SIGNALLOCKSTD_LOGICBEGINADDALEALEALEALEALE“01001“ELSE0C1“01001“ELSE0C2“01001“ELSE04BCDADDITION30VDATA3DOWNTO0HDATA3DOWNTO0LDATA3DOWNTO0“0110“WHENC01ELSEHDATA3DOWNTO0LDATA3DOWNTO05BCDADDITION74VDATA7DOWNTO4HDATA7DOWNTO4LDATA7DOWNTO4“0111“WHENC11ANDC01ELSEHDATA7DOWNTO4LDATA7DOWNTO4“0110“WHENC11ANDC00ELSEHDATA7DOWNTO4LDATA7DOWNTO4“0001“WHENC10ANDC01ELSEHDATA7DOWNTO4LDATA7DOWNTO46BCDADDITION118VDATA11DOWNTO8HDATA11DOWNTO8LDATA11DOWNTO8“0111“WHENC21ANDC11沈阳理工大学学士学位论文26ELSEHDATA11DOWNTO8LDATA11DOWNTO8“0110“WHENC21ANDC10ELSEHDATA11DOWNTO8LDATA11DOWNTO8“0001“WHENC20ANDC11ELSEHDATA11DOWNTO8LDATA11DOWNTO8B_DATAOUTVDATAENDONE上述程序1、2区块分别是高、低4位的电压查表转换，转换结果各是12位的BCD码；程序3区块是在BCD码相加前，先行判断那几个4位相加会有几位，并做进位记录；程序46区块分别是由第4位、中4位、高4位作BCD码相加。图53BCD转换模块原理图该模块时序仿真图如图54所示图54BCD转换仿真时序图如图54B_DATAIN输入,B_DATAOUT输出。将8位数字量转化为3位BCD码图中DATAIN“11011110”，“1101”对应的电压值位416V,其对应的BCD编码为“010000010110”，“1110”对应的电压值为028V，其对应的BCD编码为“000000101000”。低4位相加为“1110”，大于9，加6将其调整为BCD码，其值为0100，并且向前有一进位。四位相加的结果为0011，由于低位有进位，因此最终结果为0100,。高四位的结果为0100三位合计值为444V，与416028的结果一样。沈阳理工大学学士学位论文2753LEDDISPLAY功能用LED进行数码显示。LIBRARYIEEEUSEIEEESTD_LOGIC_1164ALLUSEIEEESTD_LOGIC_ARITHALLUSEIEEESTD_LOGIC_UNSIGNEDALLENTITYLEDDISPLAYISPORTBCDCODEINSTD_LOGIC_VECTOR11DOWNTO0CKINSTD_LOGICLED_DPOUTSTD_LOGICSEGOUTSTD_LOGIC_VECTOR6DOWNTO0SELOUTSTD_LOGIC_VECTOR1DOWNTO0ENDLEDDISPLAYARCHITECTUREONEOFLEDDISPLAYISSIGNALNUMSTD_LOGIC_VECTOR3DOWNTO0SIGNALCOUNTSTD_LOGIC_VECTOR1DOWNTO0BEGINPROCESSCKBEGINIFCKEVENTANDCK1THENCOUNTCOUNT1ENDIFENDPROCESSSELCOUNT1NUMBCDCODE3DOWNTO0WHENCOUNT0ELSEBCDCODE7DOWNTO4WHENCOUNT1ELSEBCDCODE11DOWNTO8WHENCOUNT2ELSE“0000“2沈阳理工大学学士学位论文28LED_DP1WHENCOUNT2ELSE0SEG“0111111“WHENNUM0ELSE“0000110“WHENNUM1ELSE“1011011“WHENNUM2ELSE“1001111“WHENNUM3ELSE“1100110“WHENNUM4ELSE“1101101“WHENNUM5ELSE“1111101“WHENNUM6ELSE“0000111“WHENNUM7ELSE“1111111“WHENNUM8ELSE“1101111“WHENNUM9ELSE“1110111“WHENNUM10ELSE“1111100“WHENNUM11ELSE“0111001“WHENNUM12ELSE“1011110“WHENNUM13ELSE“1111001“WHENNUM14ELSE“1110001“WHENNUM15ELSE“0000000“ENDONE程序1是位选代码，当COUNT是0的时候，输出BCD码的低四位；当COUNT是1的时候，输出BCD码的中四位；当COUNT是2的时候输出BCD码的高四位；当COUNT是其他值的时候输出值是0。程序2是LED各数字的位选代码。其生成项目符号如图55所示图55LED显示模块原理图沈阳理工大学学士学位论文29该模块时序仿真图如下图56LED显示仿真时序图CK、BCDCODE是输出端，SEL、SEG、LED_DP是输出端。由仿真图可以看出当SEL是00时输出低四位即1（LED7位位选码是0000110）；当SEL是01时输出的中四位即2（LED7为位选码是1011011）；当SEL是10时输出的是高四位即3（LED7位位选码是100111）；当SEL是11是输出的是0（LED7位位选码是0111111）。54顶层模块设计设计顶层文件时，使用了原理图输入法。图57为数字电压表的顶层模块。图57顶层原理图沈阳理工大学学士学位论文30图58数字电压表仿真时序图从图58中可以看出当输入10001111时，SEG输出的是1111101；1111111；1011011。输入10001111时，经ADC0809转换后对应输出的值是10001111，高四位1000对应的电压值是256V，低四位1111对应的电压值是030V，所以输出电压是286V，2的LED7位位选码是1011011,8的LED7位位选码是1111111,6的7位位选码是1111101，所以输出的结果是286V，仿真无误。沈阳理工大学学士学位论文31结论心得刚开始的时候觉得这个设计很难，无从下手，但是经过这学期的毕业设计，在老师的辅导下，查阅了许多有关VHDL与电压表的资料后，从难到易，让我慢慢理解了设计思路，对课题内容有了进一步的了解，在VHDL硬件描述语言下，成功完成了数字电压表的设计，并在QUARTUS编译平台上仿真得出结果，验证了设计的可行性。通过这次数字电压表的设计，让我学到了很多，掌握了VHDL语言的编程还有QUARTUS软件的运用，还有就是让我明白了遇到困难不要退缩，要积极的去解决问题，这样才能更好的提高自己，完善自我，为我们以后面向社会打下坚实的基础。展望本系统是用FPGA实现的数字电压表。随着EDA技术的广泛应用，FPGA已成为现代数字系统设计的主要手段，在QUARTUSII环境下采用VHDL语言实现了数据采集、转换及显示。数字电压表是大学物理教学和实验中的重要仪表，其数字化是指将连续的模拟电压量转换成不连续、离散的数字量并加以显示。传统的实验用模拟电压表功能单一、精度低、体积大，且存在读数时的视差，长时间连续使用易引起视觉疲劳，使用中存在诸多不便。而目前数字万用表的内部核心多是模数转换器，其精度很大程度上限制了整个表的准确度，可靠性较差。本文采用性能优越的8位AD转换器对模拟电压采样，以一片高性能FPGA芯片为控制核心，分别在软件和硬件上实现了诸多功能，对电压信号的转换结果进行准确实时的运算处理并送出显示。采用现场可编程门阵列即FPGA为系统核心，是当今电子产品设计的热门发展方向。系统最大限度地将所有器件集成在FPGA芯片上。体积大大减小、降低了功耗、集成度高，可靠性高，较好地实现了电压的精准测量。而且逻辑单元控制灵活、适用范围极广，实现了大规模和超大规模电路的集成。其硬件功能完全由软件编程实现，修改调试方便，在不改变原有电路的基础上便可实现系统升级。较好地克服了电压表采用双积分式模数转换器作为核心器件和采用单片机作为系统控制核心的缺陷，具有自己独特的优势。综合上述分析，采用FPGA技术，优势明显。沈阳理工大学学士学位论文32致谢本次毕业设计是在崔秀敏老师的细心指导下完成的，从最初的定题，到搜集资料，到写作、修改，论文定稿，老师给了我耐心和无私的帮助。还有就是其中遇到了很多困难和障碍，但是在老师和同学们的帮助下我最终完成了此次毕业设计，在此表示衷心的感谢。同时也感谢学校为我们提供了良好的学习环境，使我们能够在此专心的学习；另外我必须感谢我的父母。作为他们的孩子，我秉承了他们朴实、坚韧的性格，也因此我有足够的信心和能力去战胜前进道路上的艰难险阻；也因为他们的日以辛劳，我才有机会进入大学，进而取得进一步发展的机会。还有就是要感谢我身边的朋友，在软件的使用上给予了我很大的帮助，如果没有你们的支持和倾心的协助，我是无法解决这些困难和疑惑，最终能够让本文顺利完成。至此论文付梓之际，我的心情无法保持平静，从开始选择课题到论文的顺利答辩，有无数可敬的师长、朋友给了我很多的帮助，在这里请您接受我诚挚的谢意最后，再次对那些在论文完成过程中，关心、帮助我的同学和朋友们表示衷心地感谢沈阳理工大学学士学位论文33参考文献1潘松，EDA技术实用教程M，北京科学出版社，20032谭敏，综述EDA技术，合肥学院学报（自然科学版），20033王宝友，EDA技术标准化现状，北京联合大学学报（自然科学版），20024卢毅,VHDL与数字电路设计M，北京科学出版社，20015PETERWILSON，DESIGNRECIPESFORFPGASJ，北京人民邮电出版社，20096赵雅兴，FPGA原理、设计与应用M，天津天津大学出版社,19997柳金龙，浅谈数字电压表的特点J，中国计量，20048刘皖、何道君等，FPGA设计与应用M，北京清华大学出版社，20069杨恒、李爱国等，FPGA/CPLD最新实用技术指南J，北京，电子工业出版社，199410徐志军、徐光辉，FPGA技术及其应用M，西安，西安电子科技大学出版社，200111王伟、刘晓平，高精度数字电压表方案设汁J，仪表技术，200712褚振勇、翁木云，FPGA设计及应用M，西安西安电子科技大学出版社，200313周立功、EDA实验与实践M，北京北京航空航天大学出版社，200714付家才、EDA原理与应用M，北京化学工业出版社，200815王振红，VHDL数字电路设计与应用实践教程M，北京机械工业出版社，200116张庆玲、杨勇，FPGA原理与实践M，北京北京航空航天大学出版社，200517王诚，ALTERAFPGA/CPLD设计M，北京人民邮电出版社，200518陈晓风，ADC0809模数转换器的测试与研究J，福建师范大学学报，2001沈阳理工大学学士学位论文34附录A英文原文EDAISELECTRONICDESIGNAUTOMATIONELECTRONICAUTOMATIONISTHEABBREVIATIONOFTHEMSELVES,INTHEEARLY1990SFROMCOMPUTERAIDEDDESIGNCAD,COMPUTERAIDEDMANUFACTURINGCAM,COMPUTERAIDEDTESTINGCATANDCOMPUTERAIDEDENGINEERINGCAEDEVELOPMENTOFTHECONCEPTSANDCOMEEDATECHNOLOGYISONTHECOMPUTERASTHETOOL,THEDESIGNERINEDASOFTWAREPLATFORM,WITHVHDLHDLFINISHDESIGNDOCUMENTS,THENBYTHECOMPUTERAUTOMATICALLYLOGICCOMPILATION,REDUCTION,DIVISION,COMPREHENSIVE,OPTIMIZATION,LAYOUTANDWIRINGANDSIMULATIONFORAPARTICULARGOALCHIPS,UNTILTHEADAPTERCOMPILATION,LOGICMAPPINGANDPROGRAMMINGDOWNLOAD,ETC1EDATECHNOLOGYCONCEPTSEDATECHNOLOGYISINELECTRONICCADTECHNOLOGYDEVELOPEDONTHEBASISOFCOMPUTERSOFTWARESYSTEMBYMEANSOFCOMPUTERFORWORKINGPLATFORM,SHIRTSLEEVEAPPLICATIONOFELECTRONICTECHNOLOGY,COMPUTERTECHNOLOGYANDINFORMATIONPROCESSINGANDINTELLIGENTTECHNOLOGYTOTHELATESTACHIEVEMENTSOFELECTRONICPRODUCTS,THEAUTOMATICDESIGNUSINGEDATOOLS,ELECTRONICSTYLISTCANBEFROMCONCEPT,ALGORITHM,AGREEMENT,ETC,BEGINTODESIGNYOURELECTRONICSYSTEMALOTWORKCANBEFINISHEDBYCOMPUTERANDELECTRONICPRODUCTSCANBEFROMCIRCUITDESIGN,PERFORMANCEANALYSISTODESIGNTHEICTERRITORYORPCBLAYOUTTHEWHOLEPROCESSOFTHECOMPUTERAUTOMATICALLYCOMPLETETHEPROCESSINGNOWONTHECONCEPTOFUSINGEDAORCATEGORYVERYWIDEINCLUDEDINMACHINERY,ELECTRONICS,COMMUNICATION,AEROSPACE,CHEMICAL,MINERAL,BIOLOGY,MEDICINE,MILITARYANDOTHERFIELDS,HAVEEDAAPPLICATIONSCURRENTEDATECHNOLOGYHASINBIGCOMPANIES,ENTERPRISES,INSTITUTIONSANDTEACHINGRESEARCHDEPARTMENTSEXTENSIVEUSEFOREXAMPLEINTHEAIRCRAFTMANUFACTURINGPROCESS,FROMDESIGN,PERFORMANCETESTINGANDCHARACTERISTICANALYSISUNTILAFLIGHTSIMULATOR,ALLMAYINVOLVEEDATECHNOLOGYGLOBALIZATIONTHEEDATECHNOLOGY,MAINLYINELECTRONICCIRCUITDESIGN,PCBDESIGNANDICDESIGNEDACANBEDIVIDEDINTOSYSTEMLEVELANDCIRCUITLEVELANDPHYSICALIMPLEMENTATIONLEVEL2EDACOMMONLYUSEDSOFTWARE沈阳理工大学学士学位论文35EDATOOLSTOEMERGEINENDLESSLY,NOWENTERINGINTOCHINAANDEXTENSIVEINFLUENCEOFEDASOFTWAREAREMULTISIM7ORIGINALEWBTHELATESTVERSION,PSPICEORCAD,PCAD,VIEWLOGICPROTELWASLITTLE,SYNOPSYS,LSIIOGIC,MICROSIMCADENCE,ETCTHESETOOLSARESTRONGFUNCTION,GENERALLYCANBEUSEDINSEVERALASPECTS,SUCHASMANYSOFTWARECANUNDERTAKECIRCUITDESIGNANDSIMULATION,WITHINTOANDCANBEAUTOMATICALLYPCBLAYOUTWIRING,OUTPUTVARIOUSNETSLISTDOCUMENTWITHATHIRDPARTYSOFTWAREINTERFACEACCORDINGTOTHEMAINFUNCTIONBELOWORMAINAPPLICATIONS,DIVIDEDINTOCIRCUITDESIGNANDSIMULATIONTOOLS,PCBDESIGNSOFTWARE,ICDESIGNSOFTWAREANDPLDDESIGNTOOLSANDOTHEREDASOFTWARE,SIMPLEINTRODUCTION21ELECTRONICCIRCUITDESIGNANDSIMULATIONTOOLSWEMAYHAVEUSEDTESTPLATEOROTHERTHINGSHASPRODUCEDSOMEELECTRONICMAKINGTOCARRYONTHEPRACTICEBUTSOMETIMES,WEWILLFINDITTOHAVEALOTOFQUESTIONS,DIDNTTHINK,SOTHEYWASTEDALOTOFOURTIMEANDMATERIALSANDINCREASESPRODUCTDEVELOPMENTCYCLEANDLASTEDPRODUCTTIMETOMARKETTRANSFORMSPRODUCTLOSEMARKETCOMPETITIVEADVANTAGEHAVETOUSEDIANLAOTIETESTPLATECANKNOWTHERESULTSOFMETHODCONCLUSIONTHEREIS,THISISCIRCUITDESIGNANDSIMULATIONTECHNOLOGYSAYTOTHEELECTRONICCIRCUITDESIGNANDSIMULATIONTOOLSOFTHISTECHNOLOGY,WITHOUTMENTIONINGAMERICA,HAVETOMENTIONTHEIRPLANEDESIGNWHYHASHIGHEFFICIENCYBEFOREOURFINALIZETHEDESIGNAMEDIUMSIZEDPLANEDESIGNFROMTHEDRAFTTOTHEDETAILEDDESIGNTOTHEWINDTUNNELTESTTOFINALLYGIVESAPICTURETOTHEACTUALOPERATION,THECYCLEISABOUTTO10YEARSTHEUNITEDSTATESIS1YEARWHYISTHERESUCHAHUGEGAPBECAUSEAMERICAINTHEDESIGNMOSTUSESISTHEVIRTUALSIMULATIONTECHNOLOGY,ANDTHEYEARSOFACCUMULATIONOFVARIOUSWINDTUNNELTESTPARAMETERSINPUTCOMPUTER,THENTHROUGHCOMPUTERPROGRAMMINGCOMPILEAVIRTUALENVIRONMENTOFSOFTWARE,ANDMAKEITCANAUTOMATICGAMECOMPONENTRELATEDFORMULAANDCALLAFTERLONGTERMACCUMULATEDINPUTCOMPUTERRELATEDEXPERIENCEPARAMETERSTHUS,ASLONGASTHEAIRCRAFTSHAPEPROGRAMDATAINTHEVIRTUALWINDTUNNELTESTSOFTWARE,WHEREUNREASONABLEHAVECHANGESTHERE,UNTILTHEBESTEFFECT,THEEFFICIENCYHIGH,ENDASLONGASNATURALAGAININTHEACTUALENVIRONMENTTESTSEVERALTIMESLOOKFORSHORTAGECANFINALIZETHEDESIGN,FROMTHEIRBOEING747TOUSF16AREUSINGTHISMETHODAERODYNAMICALLYDATABYSENIOREXPERTSTOPROVIDE,SOFTWAREDEVELOPERSISIBM,AIRCRAFTDESIGNENGINEERJUSTUSING沈阳理工大学学士学位论文36SIMULATIONSOFTWAREINCOMPUTERPLATFORMOFVARIOUSSIMULATIVEDEBUGGINGCANSIMILARLY,THEYMANYOTHERTHINGSAREADOPTEDSUCHSIMILARMETHOD,FROMLARGETOSMALL,FROMCOMPLEXTOSIMPLE,EVENINCLUDINGTHEDESIGNOFFURNITUREANDCOMPOSITION,JUSTSPECIFICSOFTWAREDIFFERENTCONTENTSINFACT,THEYINVENTEDTHEFIRSTGENERATIONOFCOMPUTERSISTHISPURPOSEITISTOEFFICIENTDESIGNARTILLERYANDRELATEDSHELLSANDOTHERLARGEAMOUNTOFCALCULATIONOFDESIGNELECTRONICCIRCUITDESIGNANDSIMULATIONTOOLSINCLUDINGSPICE/PSPICEMULTISIM7MATLAB,SYSTEMVIEWMMICADLIVEWIRE,EDISON,TINAPROWHOSPARKETCTHEFOLLOWINGSIMPLEINTRODUCEDTHEFIRSTTHREESOFTWARE1THESPICESIMULATIONDONEACCOUNTVEHICLEEMPHASISISLAUNCHEDBYTHEUNIVERSITYOFCALIFORNIA,CIRCUITANALYSISSIMULATIONSOFTWARE,THE1980STHEWORLDTHEMOSTWIDELYAPPLIEDCIRCUITDESIGNSOFTWARE,1998WASDESIGNATEDASTHEAMERICANNATIONALSTANDARDSIN1984,THEUNITEDSTATESMICROSIMCOMPANYLAUNCHEDMICROCOMPUTERVERSIONPSPICEBASEDONTHESPICEPERSONALSPICENOWUSEMORER,CANSAYISPSPICE62AMONGSIMILARPRODUCTS,ITISTHEMOSTPOWERFULANALOGANDDIGITALCIRCUITHYBRIDSIMULATIONEDASOFTWARE,INDOMESTICCOMMONLYUSEDTHELATESTTORELEASETHEPSPICE91VERSIONITCANUNDERTAKEVARIOUSKINDSOFCIRCUITSIMULATION,INCENTIVEESTABLISH,TEMPERATUREANDNOISEANALYSIS,SIMULATIONCONTROL,WAVEFORMSOUTPUT,DATAOUTPUT,ANDINTHESAMEWINDOWINSIDEALSOSHOWEDANALOGANDDIGITALSIMULATIONRESULTSNOMATTERWHATKINDOFDEVICEWHICHCIRCUITSIMULATION,ALLMAYOBTAINACCURATESIMULATIONRESULTS,ANDMAYINDEPENDENTLYESTABLISHCOMPONENTSANDCOMPONENTLIBRARIES2THELATESTVERSIONOFEWBMULTISIMADDSOFTWAREISINTERACTIVETECHNOLOGIESLTDIN20THCENTURYROLLSOUTCIRCUITSIMULATIONSOFTWAREITSNEWESTEDITIONISMULTISIM7,CURRENTLYINWIDESPREADUSEISMULTISIM2001,RELATIVETOOTHEREDASOFTWARE,ITHASMOREIMAGEINTUITIVEMANMACHINEINTERFACE,ESPECIALLYITSINSTRUMENTREPOSITORYEACHINSTRUMENTOPERATIONANDREALINAREALEXPERIMENTINSTRUMENT,BUTITDONOTDIFFERCOMPLETELYTOMODULECIRCUITOFHYBRIDSIMULATIONFUNCTIONBUTNOLESS,CANALMOST100EMULATIONPRODUCEREALCIRCUIT,ANDITRESULTSININSTRUMENTREPOSITORYALSOPROVIDESAMULTIMETER,SIGNALGENERATOR,WATTTABLE,DUALTRACEROSCILLOSCOPEFORMULTISIM7ALSOHASFOURSTEPSOSCILLOSCOPE,POTTERINSTRUMENTQUITEACTUALLYOFSWEEPINGFREQUENCYINSTRUMEN