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1、数字电压表设计与实现`[摘要]系统基于EDA技术的智能数字电压表实现,以现场可编程门阵列(FPGA)为设计核心，集成于一片ALTERA公司的CycloneⅢ系列芯片EP3C55F484C8上，在ISE环境下采用超高速硬件描述语言(VHDL)模块化编程,实现了电压的数据采集、转换、处理、显示等功能。其中EDA设计语言中的VHDL语言是一种快速的电路设计工具，功能涵盖了电路描述、电路合成、电路仿真等三大电路设计工作。本数字电压表的电路设计正是用VHDL语言完成的。此次设计主要应用的软件是美国ALTERA公司自
2、行设计的QuartusII。本次所设计的电压表的测量范围是0～5V，精度为0.02V。此电压表的设计特点为：通过软件编程下载到硬件实现,设计周期短,开发效率高。[关键词]FPGAVHDL数字电压表AD转换DesignandImplementationofDigitalVoltageMeter[Abstract]:ThesystemaccordingtotheEDAtechnicalachievethedigitalvoltager,ItisbaseonFPGA(FieldProgrammableGateA
3、rray),adoptingVHDL(VHSICHardwareDescriptionLanguage)undertheundertheenvironmentofISE.mostofthedesignsgatherintheCycloneⅢseriesEP3C55F484C8chipoftheALTERAcompany.Thewholedesigniscomposedofthedataprocessingmodule,thecorrespondencechoicemodulek,thekeymoldmod
4、uleandtheA/Dconvertmodule.Itcanbecarryoutthefunctionsuchasconversion,handleanddisplay.Electronicdesignautomationisinthelastfewyearsquicklydevelop,itmakesuseofsoftware,hardware,micro-electronicstechnologytoformacourseofelectronicdesign.Amongthem,theVHDLlan
5、guageofEDAisakindoftooloffastcircuitdesign,thefunctioncoveredthecircuitdescribe,thecircuitsynthesize,thecircuitimitatethetrueetc.ThecircuitofthedesignthatuseVHDLlanguagetocomplete.ThedesignisprimarilytheappliedsoftwareisQuartusIIwhichismadebytheUnitedStat
6、esALTERAcompany.Thissystem’srangeis0vto+5vandprecisionis0.02v.Characteristicsofthiselectricvoltagewatchis:Passthesoftwareprogramtodownloadthehardwareorealize,designtheperiodisshort,developmenttheefficiencyishigh.[Keywords]:FPGAVHDLDVMADconversion目录1引言12设计
7、方案及工作原理12.1控制模块方案的比较12.2AD转换方案的比较32.3显示器方案的比较32.4总体方案设计43系统的基本原理54单元模块设计54.1A/D转换部分54.2FPGA模块94.3显示模块95.软件设计95.1软件及编程语言简介95.2VHDL设计流程图105.3模块的功能115.4子模块程序和仿真波形图125.5整体电路图及波形仿真216硬件调试及下载226．1硬件调试226.2下载236.3FPGA和外设的连接247系统调试257.1设计及仿真调试使用设备257.2调试方法257.3调试
8、结果25致谢26参考文献27附录281引言数字电压表的高速发展，使它成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表。它具有显示清晰直观，读数准确；准确度高；分辨率高；测量范围宽；扩展能力强；测量速率快；抗干扰力强等优点。近40年来，我国除了研制生产了大批量数字仪表外，还从国外进口了大量的高准确度的数字仪表，由于缺乏计量管理，使用不当，量值转递不统一，损坏返修和待测工作量很大，甚至造成了和大的经济损失。数字电压表的应有十分广泛，
