基于fpga的简易逻辑分析仪的设计

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1、442007届湖南冶金职业技术学院应用电子专业毕业设计目录摘要1前言2第一章课题概述31.1、选题背景31.2、设计任务31.3、基本要求4第二章、设计方案52.1、总体设计方案62.2、元件说明8第三章、系统实现与理论分析93.1、数字信号发生器93.1.1、数字信号发生器的软件流程图和组成框图93.1.2、带异步置位/复位的通用八位寄存器的VHDL的源程序113.1.3、任意分频器的源程序113.1.4、循环移位寄存器源程序123.2、门限电压控制器133.3、触发电路133.3.1、触发电路软件流程

2、图和组成框图133.3.2、转换接口电路模块功能的VHDL源程序143.3.3、四位移位寄存器VHDL源程序153.3.4、比较器的VHDL的源程序163.3.5、锁存储器VHDL源程序163.4、数据采集和处理173.4.1、数据采集和处理的软件流程图和组成框图173.4.2、存储器REGN的VHDL程序203.4.3、系统控制器CONTROL的VHDL程序203.4.4、数据处理器CALC的VHDL程序213.5、存储器RAM的实现223.6、示波器通道控制253.6.1、多波形显示软件流程图和组成框

3、图253.6.2、多波形显示理论分析253.7、键盘输入293.8、液晶显示303.8.1、液晶显示软件流程图303.8.2、1602C液晶和单片机的接线原理图303.8.3、单片机液晶显示源程序31第四章、系统仿真测试344.1、数字信号发生器344.2、触发电路364.3、数据采集和处理384.4、RAM随机存储器404.5、DAC控制器4044442007届湖南冶金职业技术学院应用电子专业毕业设计总结41致 谢42参考文献43附录EPM7032LC44-6硬件管脚分部图44附录硬件图……………………

4、………………………………………………………..…45电气工程系应用电子专业毕业设计成绩评定表4644442007届湖南冶金职业技术学院应用电子专业毕业设计摘要本设计应用了FPGA芯片和VHDL硬件描述语言设计8位简易逻辑分析仪在模拟示波器上显示可移动的时间标志线，并采用LCD方式显示时间标志线所对应时刻的8路输入信号逻辑状态。.采用FPGA作为数据判断、存储、采集和处理的核心控制系统之一。以单片机AT89S51作为外部主控制器，控制外部按键输入和点阵LCD的显示，并产生触发状态字；FPGA作为以软件编程为

5、主，只要软件能够仿真通过，硬件元件只要满足有效的I/O端口就可以。在利用单片机AT89S51有限的I/O上和各个端口的功能是不能完全达到要求的，还需要在单片机AT89S51外围上加上必要的器件，这样可以减少单片机（AT89S51）复杂的编程和硬件I/O上的冲突。测试结果表明，我们充分发挥FPGA速度快，可并行处理的特点，因此被测信号最高频率可达到很高。这种方案结合了上述两种方案的优点，既能实现良好的人机交互，又能工作在较高的频率，可以很好的实现题目要求。我们在实现的过程中，利用EDA工具预测系统上限频率可

6、达30M以上。在测试过程中限于仪器设备，我们采用1M测试信号，系统工作稳定可靠，测量结果准确无误。关键词：数字逻辑，数据采集，多波形显示，数字信号发生，Keyword:digitallogic,datacollection,multi-waveformdisplay,digitalsignalgenerator,44442007届湖南冶金职业技术学院应用电子专业毕业设计前言在信息技术高速发展的今天，电子系统数字化已成为有目共睹的趋势。从传统的应用中小规模芯片构成电路系统得到广泛地应用的单片机，直至今天FP

7、GA/CPLD在系统设计中的应用，电子设计技术已迈入一个全新的阶段。FPGA/CPLD不仅具有容量大，逻辑功能强的特点，而且兼有高速，高可靠性。同时使得硬件的设计可以如软件设计一样方便快捷，使电子设计的技术操作和系统构成在整体上发生了质的飞跃。随着FPGA/CPLD器件的日益成熟和应用，在通信，国防，工业自动化，仪器仪表等领域的数字电子系统设计工作中，它们正在成为电子设计的主要角色。基于强大的EDA技术的支持，以VHDL为主要设计手段，充分开发利用CPLD芯片丰富而灵活的逻辑资源，成为当前数字系统设计的主

8、要发展方向。目前广范围、高精度数字式频率和功率因数的测量，大都用单片机加高速，专用计数器芯片来实现。本设计除了对被测信号的整形部分、键输入和最后的液晶显示部分必须用单片机实现外，其于可采用VHDL语言编程设计，并下载在一片FPGA芯片上，整个系统非常精简，并能够达到同样的技术指标。根据不同的需要还可以重新编程下载，进行升级。FPGA器件作为控制核心之一，其灵活的现场可更改性，可再配置能力，对系统的各种改进非常方便，在不更改硬件