毕业论文基于fpga简易数控电源说明书

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1、数字电路课程设计报告目录一课题要求二数控电源整体设计的原理框图2.1数控电源软件的整体设计2.1.1分频器模块设计2.1.2键盘输入模块设计2.1.3可逆100进制计数器模块设计2.1.4数据选择器模块设计2.1.5位码选择器模块设计2.1.5驱动共阴极数码管七段译码器模块设计2.1.6二-十进制译码器模块设计2.1.7层次化设计2.1.8调试及结果2.1.9收获与体会三参考文献四附录4.1.1按键电路4.1.2显示电路4.1.3DAC0832转换电路4.1.4放大电路4.1.5元件清单数字电路课程设计报告一课题

2、要求本课题所介绍的数控稳压电源与传统稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高，其输出电压大小采用了数字显示的特点。主要用到了一块核心芯片FPGA其型号为EP2C5T144C8.本课题具体要求如下：（一）技术要求：1．熟练掌握QuartusⅡ6.0软件的使用方法，同时能够对仿真波形进行一定的分析；2.熟练掌握运用VHDL语言进行层次化设计；（二）功能要求1．输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V；2．输出电压值由数码管进行动态显示；3．由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；4．输出电压预置在6.6V；在

3、本次课程设计中，本人主要负责软件的设计及相关软硬件的调试。数字电路课程设计报告二数控电源整体设计的原理框图“+”“-”按键FPGA(EP2C5T144C8)数显电路D/A转换调整输出+5V+5V+12V-12V图2-1+5V、+12V及-12V由实验箱提供，+5V为FPGA工作电压，也是D/A芯片的工作电压,+12V及-12V为运放供电；通过“+”按键或“-”按键向FPGA输入信号，FPGA得到增计数脉冲信号或减计数脉冲信号，通过其内部相关电路从而计数，内部计数器的信号一路送给外部显示电路来显示当前的电压值，另一

4、路送给D/A转换，D/A转换电路将数字量按比例，转换成模拟电压，再经过调整，从而输出稳定的直流电压。2.1数控电源软件的整体设计35数字电路课程设计报告100万分频器200万分频器五十MHZ键盘模块100进制可逆计数器模块2选1模块7段译码器模块二-十进制译码器模块位码选择模块D/A转换位码控制端段码控制端“+”计数脉冲输入“-”计数脉冲输入图2-2由于FPGA芯片自带50MHZ的有源晶振，其频率太高，必须经过合适的分频才能使用。经过100万分频器即得到50HZ的信号，再作为100进制可逆计数器模块和位码选择模块

5、的工作时钟，同时作为键盘的输入信号；50MHZ经过200万分频器即得到25HZ的信号作为键盘模块的工作时钟；键盘模块对输入的计数脉冲信号进行消抖处理；100进制可逆计数器模块实现0—99或99—0的计数功能；2选1模块实现选择显示数据的整数和小数的功能；7段译码器模块实现把计数器的输出二进制转换为数码管显示的字符码；位码选择模块实现选择哪一个数码管显示的功能；二-十进制译码器模块实现将计数器的输出信号转换为D/A所需要的二进制数据。2.1.1分频器模块设计（1）100万分频器DVF的设计源程序如下：LIBRARY

6、IEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYDVFISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;FOUT:OUTSTD_LOGIC);END;ARCHITECTUREONEOFDVFISBEGINPROCESS(CLK)VARIABLECNT:INTEGERRANGE0TO500000;VARIABLEX:STD_LOGIC;BEGIN35数字电路课程设计报告IFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIFCNT<

7、500000THENCNT:=CNT+1;ELSECNT:=0;X:=NOTX;ENDIF;ENDIF;FOUT<=X;ENDPROCESS;ENDONE;生成的电路模块如下图2-3仿真波形图如下：图2-4（缩小波形图）图2-5（放大波形图）35数字电路课程设计报告仿真结果分析：输入CLK的F0=50MHZ,（即T0=20ns）而输出FOUT的T1=20ms,（即F1=50HZ）则次分频器设计符合要求。（2）200万分频器DVF的设计源程序如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164

8、.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYDVF1ISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;FOUT:OUTSTD_LOGIC);END;ARCHITECTUREONEOFDVF1ISBEGINPROCESS(CLK)VARIABLECNT:INTEGERRANGE0TO1000000;VARIABLEX:STD_LOGIC;