版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、基于FPGA的模拟信号检测处理系统设计与仿真一、引言随着科学技术的进步,电子器件和电子系统设计方法日新月异,电子设计自动化(Electronics Design Automation,EDA)技术正是适应了现代电子产品设计的要求,吸收了多学科最新成果而形成的一门新技术。随着基于FPGA的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入,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。为保证电子产品设计的速度和质量,适应“第一时间推出产品”的设计要求,EDA技术已成为不可缺少的一项先进技术和重要工具。 这次研究设计的“基于FPGA的模拟信号检测处理系统”就是运用可编程逻辑器件为主系
2、统芯片,用VHDL对其进行设计开发,系统完全依靠于数字化的测量,采用VHDL硬件描述语言,以FPGA器件作为控制的核心,使整个系统显得尤为精简,能达到所要求的技术指标,具有灵活的现场更改性,还有处理速度快,实时性好、可靠、抗干扰性强等优点。 该课题是基于FPGA设计。实际上仍然采用VHDL语言编写源程序,并且通过Max+Plus 10.0进行编译、仿真和下载实现其功能。模拟信号检测处理系统大致结构可以分为七个主要部分,即:8位二进制循环加法计数器、数据锁存器、数据处理模块、片选信号模块、进制转换模块、小数点控制模块和七段译码显示模块等。另外,在进行数据比较时上升沿和下降沿都会有毛刺出现,所以在
3、CPLD的输入管脚出添加了消抖动模块。整体上看来,模块间的布局与功能衔接都是非常重要的。二、总体设计 通过仔细分析和论证,本次设计完成的模拟信号检测处理主要将以FPGA EPF30TC144-3芯片作为主控单元芯片。系统硬件可以划分为8位二进制循环加法计数器单元、数据锁存单元、数据处理单元、片选模块、进制转换模块、小数点控制单元和七段译码显示器模块等七个模块电路。整个系统将在程序控制下运行,通过可变电阻器模拟05V的模拟量输入值,再通过运放(电压比较器)比较得到的数据即电压值用数码管显示出来,从而实现对所得数据进行处理。整体系统方框图如下图2.1所示,原理框图如图2.2所示。图2.1 模拟信号
4、检测处理系统方框图图2.2 模拟信号检测处理系统原理框图三、各单元模块设计主控芯片部分(FPGA)芯片 根据课题要求,控制单元主要用于对电路采集转换后的测量结果进行运算,处理并控制显示输出。由此我们对主控单元芯片选择了ALTERA公司的EPF30TC144-3芯片作为主控单元。数模转换部分 数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的系统。数字信号先进行解码,即把数字码字转换成与之对应的电平,形成阶梯状信号,然后进行低通滤波。本次设计数模转换采用DAC0832芯片实现。8位并行、中速(建立时间1us)、电流型。集成运放电路(电压比较器) 系统硬件设计中运用了运放电路,我们将采用LM358。其功能是同
5、相端连接来自DAC0832输出的控制模拟量,另一反相端就连接可变电阻器的模拟量输入值。运放作为电压比较器对两路输入模拟信号进行比较,输出则为二进制信号,当输入电压的差值增大或减小时,其输出保持恒定。这是比较器的性能及其典型应用。七段数码管显示 本次设计中需要用到74LS47作为译码显示输出的主体芯片,是BCD-7段译码器/驱动器,将采用共阳极接线方式,是数字集成电路,用于将BCD码转换成数码块中的数字,然后我们就能看到从0-9的数字。 外围辅助设计(系统程序) 系统软件编程采用VHDL硬件描述语言,对可编程逻辑器件进行编程实现各项功能。系统程序可以实现对同步信号脉冲的输入、待测模拟信号检测和处理、显示等功能。具体由8位二进制循环加法计数器、数据锁存器、数据处理模块片选信号模块、消抖动模块
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- PHP常见机试题及详细答案(实操真题版)
- 2026年备考土地登记代理人之土地登记相关法律知识练习题及答案
- 起重机吊钩探伤检测操作工规程
- 劳力型热射病早期识别与救治共识
- 2026年初级铣工理论试题及答案
- 2025-2026学年甘肃省临夏市初中历史七年级期末下册自测重点试卷附答案
- ORM 技术基础实战试题(含详细答案解析)
- 间位塔安全操作规程
- 钳工高级工考试题库及答案
- 钢结构安装质检员安全操作规程
- 中国移动浙江有限公司招聘笔试题库2026
- 2026年钨钼冶炼行业发展前景规划报告及未来五至十年长尾挖掘与利基深耕
- 矿山边坡防护工程监理实施细则方案
- 2027届高考语文一轮复习:标点符号的表达效果 教学课件
- 【秋季】【德育】第9周《长征胜利90载而今迈步从头越》【课件】
- 2026年美发师等级考试理论模拟试题与全套答案
- 综合与实践 进位制的认识与探究(教学课件)
- 客户投诉处理及改进措施汇报(7篇)
- 山东建筑安全员c证考试试题及答案
- 儿童海姆立克急救规范(2026年版)
- 2026年辽宁省交通高等专科学校单招职业技能测试题库及参考答案详解
评论
0/150
提交评论