基于fpga的定时器计数器的设计与实现（论文资料）

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1、河北大学2011届本科生毕业论文（设计）基于FPGA的定时器/计数器的设计与实现摘要本课题旨在用EDA工具与硬件描述语言设计一个基于Altera公司的FPGA16位计数器定时器，可对连续和非连续脉冲进行计数，并且计数器在具有计数定时功能基础上，实现简单脉宽调制功能和捕获比较功能。本设计采用QuartusII编译开发工具使用VerilogHDL设计语言进行设计，并采用了由上而下的设计方法对计数器进行设计，体现了VerilogHDL在系统级设计上自上而下设计风格的优点。本设计中采用了三总线的设计方案，使设计更加简洁与规范。本设计所有模块与功能均在QuartusII7.0_1.4G_Liwz

2、版本下通过编译与仿真，实现了定时器/计数器的设计功能。关键词：VerilogHDL硬件描述语言；QuartusII；FPGA；定时器/计数器河北大学2011届本科生毕业论文（设计）FPGA-basedtimer/counterdesignandimplementationThistopicaimstouseEDAtoolstodesigna16bitcountertimerbasedonAltera'sFPGAbyhardwaredescripelanguage,whichcancountcontinuousanddiscontinuouspulset,andthecounterwit

3、hthefunctionofcaptureandPWM.ThisdesignusesVerilogHDLlanguageandtop-downdesignmethodtodesignthecounteronQuartusIIcompiletool,thedesignreflecttheadvantagesofVerilogHDLtop-downdesigninsystem-leveldesign.Thedesignusesathree-busdesign,whichmakedesignmuchmorespecificationsandconcise.Thedesignandfunctio

4、nofallmodulesarecompiledandsimulationedontheQuartusII7.0_1.4G_Liwzversions,andachievethetimer/counter’sfeatures.Keywords:VerilogHDLhardwaredescriptionlanguage;QuartusII;FPGA;timer/counter河北大学2011届本科生毕业论文（设计）目录引言11计数器设计方式选择与论证41.1计数器实现方案论证41.2设计方式选择认证41.2.1自下而上的设计方法41.2.2自上而下的设计方法41.2.3混合的设计方法52计数

5、器整体设计方案63计数器/定时器各种工作方式的设计83.1计数模块83.1.1位加计数器模块83.1.2位减计数器93.2顶层模块设计114总结19谢辞20参考文献21河北大学2011届本科生毕业论文（设计）引言l课题研究意义[1]近年来，随着FPGA规模越来越大、速度越来越快，并且成本也不断降低，在许多应用中FPGA已经开始取代ASIC，使FPGA的应用领域不断扩大。目前FPGA广泛应用于通信、信号处理、嵌入式处理器、图像处理和工业控制等领域。可编程逻辑器件从20世纪70年代发展至今，其结构、工艺、集成度、功能、速度、性能等方面都在不断的改进和提高；另外，电子设计自动化EDA(Elec

6、tronicDesignAutomation)技术的发展又为可编程逻辑器件的广泛应用提供了有力的工具。因此掌握FPGA的开发和使用是一项很有实用性的技术。而计数器/定时器又是学习FPGA和FPGA硬件编程语言VerilogHDL语言和一个比较简单的入门级程序，同时计数器定时器也是现在数字电路中一个非常常用的器件，所以对定时器/计数器的研究，即能更好的学习FPGA和VerilogHDL语言，增加对FPGAR的掌握，又可以对计数/定时器这一常用数字电路器件进行一个更加详细的研究。l国内外发展与应用[1-2]自1985年问世以来，FPGA(现场可编程门阵列)从集成电路与系统家族一个不起眼的小角

7、色逐渐成为电子设计领域的重要器件。它极大地提高了设计灵活性并缩短了产品上市时间，在通信、工业控制、航空领域中广泛应用。现代电气传动技术的发展得益于电力电子技术、自动控制技术和微电子技术的发展，现代全控开关型电力电子器件制造技术的进步和PWM技术的产生使处于调速系统中的电机电流谐波减小、转矩脉动降低、电机运行效率和调速性能提高；而现代控制理论的发展为进一步改善电机调速性能提供了有利条件，出现了标志现代交流调速理论的矢量控制和直接转矩控