基于fpga的通用可控分頻器的設(shè)計(jì)new

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1、泉州師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目基于FPGA的通用可控分頻器的設(shè)計(jì)物理與信息工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2007級(jí)學(xué)生姓名李文才學(xué)號(hào)070303018指導(dǎo)教師曾永西職稱講師完成日期2011年4月1日教務(wù)處制17基于FPGA的通用可控分頻器的設(shè)計(jì)泉州師范學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)070303018李文才指導(dǎo)教師曾永西講師【摘要】介紹了基于FPGA的通用可控分頻器的工作原理和設(shè)計(jì)過程。根據(jù)分頻技術(shù)原理，使用Altera公司的EP2C8Q208C8芯片為核心器件，在QuartusII平臺(tái)上，用VHDL語言編程完成了分頻器的軟件設(shè)計(jì)、編

2、譯、調(diào)試、仿真和下載，然后與外圍硬件電路相結(jié)合調(diào)試，最終設(shè)計(jì)出能進(jìn)行2到9999分頻和占空比1%到99%可調(diào)的分頻器，該分頻器的輸入信號(hào)為1MHZ?！娟P(guān)鍵詞】FPGA；VHDL；通用分頻器；分頻系數(shù)；占空比17目錄第1章引言31.1課題分析31.2VHDL語言和QUARTUSII簡介31.2.1VHDL簡介31.2.2QuartusII簡介4第2章方案選擇及原理分析42.1通用可控分頻器硬件方案選擇42.2通用可控分頻器原理分析42.2.1偶數(shù)分頻器42.2.2奇數(shù)分頻器5第3章硬件設(shè)計(jì)63.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要組成分……………………

3、……………………………………………..63.2FPGA簡介73.3顯示電路介紹7第4章軟件設(shè)計(jì)74.1系統(tǒng)分析74.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和模塊劃分74.2.1固定數(shù)值分頻模塊84.2.2按鍵和顯示模塊84.2.3占空比和分頻系數(shù)可控分頻模塊94.3可控分頻的實(shí)現(xiàn)10第5章軟硬件的系統(tǒng)測(cè)試10結(jié)論10參考文獻(xiàn)11致謝11附錄Ⅰ測(cè)量的數(shù)據(jù)表12附錄Ⅱ程序1217第1章引言分頻器是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一種基本電路，我們往往需要通過分頻器得到我們所需要的時(shí)鐘頻率。在實(shí)際設(shè)計(jì)中我們經(jīng)常用到的為整數(shù)分頻，有時(shí)要求等占空比，有時(shí)又要求非等占空比。在同一個(gè)設(shè)

4、計(jì)中有時(shí)要求多種形式的分頻，通常由計(jì)數(shù)器或計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)構(gòu)成各種形式的任意占空比偶數(shù)分頻及非等占空比的奇數(shù)分頻，實(shí)現(xiàn)起來比較簡單，對(duì)于等占空比的奇數(shù)分頻以及可控的分頻實(shí)現(xiàn)起來會(huì)較為困難。本文利用VHDL硬件描述語言，通過QuartusⅡ7.2開發(fā)平臺(tái)，使用Altera公司的FPGA芯片，設(shè)計(jì)了一種能夠滿足上述要求，而且較為通用的可控分頻器。只需在分頻器的輸入端用按鍵輸入相應(yīng)的分頻系數(shù)，就可以得到所需的頻率。1.1課題分析隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，F(xiàn)PGA/CPLD以其高速、高可靠性、串并行工作方式等突出優(yōu)點(diǎn)在電子設(shè)計(jì)中受到廣泛的應(yīng)

5、用，而且代表著未來EDA設(shè)計(jì)的方向。FPGA/CPLD的設(shè)計(jì)采用了高級(jí)語言，如VHDL語言AHDL語言等，進(jìn)一步打破了軟件與硬件之間的界限，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期。所以采用先進(jìn)的FPGA/CPLD取代傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)集成電路、接口電路已成為電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。EDA技術(shù)代表了當(dāng)今電子設(shè)計(jì)技術(shù)的最新發(fā)展方向，采用EDA工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖或PCB版圖的整個(gè)過程在汁算機(jī)上自動(dòng)處理完成。由于現(xiàn)代電子產(chǎn)品的復(fù)雜度和集成度的日益

6、提高，一般分離的中小規(guī)模集成電路組合已不能滿足要求，電路設(shè)計(jì)逐步地從中小規(guī)模芯片轉(zhuǎn)為大規(guī)模、超大規(guī)模芯片，具有高速度、高集成度、低功耗的可編程朋IC器件已蓬勃發(fā)展起來。[1]分頻器是一種在FPGA的設(shè)計(jì)中使用效率非常高的設(shè)計(jì)，使用硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計(jì)消耗不多的邏輯單元就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘的操作，具有成本低、可編程等優(yōu)點(diǎn)。1.2VHDL語言和QUARTUSII簡介1.2.1VHDL語言簡介VHDL（VHSIC（VeryHighSpeedIntegratedCircuit）HardwareDescriptionLanguage）是超高速集

7、成電路硬件描述語言，是一種用于電路設(shè)計(jì)的高級(jí)語言。它出現(xiàn)于80年代后期，剛開始時(shí)它是由美國國防部開發(fā)出來的，是為了供美軍用來提高設(shè)計(jì)的可靠性和縮減開發(fā)周期的一種使用范圍比較小的設(shè)計(jì)語言。VHDL語言主要應(yīng)用于數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。目前，國內(nèi)對(duì)它的應(yīng)用多數(shù)集中在FPGA/CPLD/EPLD的設(shè)計(jì)當(dāng)中，除此之外，一些較為有實(shí)力的單位，也將它用來設(shè)計(jì)ASIC。VHDL語言具有多層次描述系統(tǒng)硬件功能的能力，既可以描述系統(tǒng)級(jí)電路，又可以描述門級(jí)電路。而描述既可以采用行為描述、寄存器傳輸描述或結(jié)構(gòu)描述，也可以采用三者混合的混合級(jí)描述。另外，VH

8、DL還支持慣性延遲和傳輸延遲，還可以準(zhǔn)確地建立硬件電路模型。VHDL支持預(yù)定義的和自定義的數(shù)據(jù)類型，給硬件描述帶來較大的自由度，使設(shè)計(jì)人員能夠方便地創(chuàng)建高層次的系統(tǒng)模型。VHDL語言具有自頂向下和基于庫的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。其開發(fā)流程：在頂層用方框圖或硬件語