EDA课程设计-数字电压表的设计

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1、河北科技大学课程设计报告学生姓名：学号：专业班级：电科141课程名称：EDA技术课程设计学年学期：2017—2018学年第1学期指导教师：武瑞红2017年12月课程设计成绩评定表学生姓名学号成绩专业班级电科141起止时间2017.11.27——2017.12.8设计题目数字电压表的设计指导教师评语指导教师：年月日目录一、课程设计目的1二、课程设计原理1（一）A/D转换器ADC0809控制电路2（二）译码，显示电路4三、课程设计内容4（一）ADC0809（ad）5（二）Dataprocess7（三）Leddisplay9(四）

2、原理图设计10（五）引脚锁定11（六）下载测试11四、课程设计结果11五、课程设计心得12一、课程设计目的1、加深对EDA课程的学习；2、熟练掌握PLD的基本知识、基本结构、工作原理及其设计过程；3、加深对基本EDA工具软件的使用及用VHDL进行数字电子系统描述的掌握；4、学会实际动手设计数字电路，熟练掌握VHDL语言的实际应用方法；5、了解FPGA的基本构成，利用所学培养用EDA解决实际问题的初步能力。二、课程设计原理利用ADC0809作为电压采样端口，FPGA作为系统的核心器件，用LED进行数码显示，把读取的8位二进制数据转换

3、成便利于输出3位十进制BCD码送给数管。采用FPGA芯片作为系统的核心器件，负责ADC0809的A/D转换的启动、地址锁存、输入通道的选择、数据的读取。同时，把读取的8位二进制数据转换成便于输出3位十进制的BCD码送给数码管，以显示当前测量电压值。这些工作由ADC0809转换控制模块、数据转换模块、译码模块完成。时钟信号startA/D转换器A/D转换控制模块数据转换模块译码模块aleaddoeeoc数据输入（一）A/D转换器ADC0809控制电路利用ADC0809作为电压采样端口，FPGA作为系统的核心器件，用LED进行数码显示

4、，把读取的8位二进制数据转换成便于输出3位十进制BCD码送给数码管。由FPGA设计的ASIC芯片：一方面产生ADC0809的控制信号，控制ADC0809实现0~5v的模拟电压到8位数字量DB0~DB7的变换；另一方面将读入的数字量转化成电压工程值，并转换为3位BCD码的七段数字显示字符码送到LED数码管进行显示。FPGA构成的ASIC芯片中包括三部分电路：（1）用有限状态机设计的A/D转换控制电路；（2）将8位数字量DB0~DB7转换为3位BCD码的电压值的转换电路；（3）3位LED显示器的译码显示电路EOC=1st0st1st2

5、st3st40/00000/1100EOC=0EOC/ALE/START/OE/LOCK0/00000/0011ADC0809芯片的控制方法及转换过程。控制ADC0809动作的信号有：ALE,START,OE,EOC。首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高

6、电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。转换数据的传送A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。为此可采用下述三种方式。（1）定时传送方式对于一种A/D转换器来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128μs，相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。（2）查询方式A/

7、D转换芯片由表明转换完成的状态信号，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式，测试EOC的状态，即可确认转换是否完成，并接着进行数据传送。（3）中断方式把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。不管使用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受[18]。ADC0809的动作大致分为5个步骤区间：S0，S1，S2，S3，S4。每个步骤区间的动作方式如下：步骤S0：对ADC0809进行复位操作

8、；步骤S1：由FPGA发出信号要求ADC0809进行A/D转换；步骤S2：转换后，转换完毕后的EOC将高电位降到低电位，而转换时间>100us；步骤S3：转换结束，有FPGA发出读命令；步骤S4：有FPGA读取DB0~DB7上的数字转换资料，并锁存