广州大学松田学院2009届本科生毕业设计
目 录
摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ 关键词………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract………………………………………………………………………………Ⅱ Keywords……………………………………………………………………………Ⅱ 第1章 绪论…………………………………………………………………………1 1.1EDA技术的产生背景……………………………………………………………1 1.2采用EDA技术频率计的优势……………………………………………………1 1.3频率计的设计要求………………………………………………………………2 1.4频率计的精度与误差要求………………………………………………………2 第2章 EDA技术设计环境…………………………………………………………3 2.1VHDL简介………………………………………………………………………3 2.2CPLD设计流程……………………………………………………………………3 2.3Quartus II介绍……………………………………………………………………4 2.3.1Quartus II的功能……………………………………………………………5 2.3.2Quartus II的设计过程………………………………………………………5 第3章 频率计的设计方案…………………………………………………………5 3.1频率计的设计方法………………………………………………………………5 3.1.1信号说明………………………………………………………………………5 3.1.2主要结构………………………………………………………………………6 3.1.3频率计实现的功能……………………………………………………………6 3.1.4频率计量程……………………………………………………………………6 3.2测频原理…………………………………………………………………………6 3.3动态扫描原理……………………………………………………………………7 3.4设计功能模块……………………………………………………………………7 第4章 频率计的软件设计与仿真分析……………………………………………8 4.1计数模块功能及程序……………………………………………………………8
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4.2锁存模块功能及程序……………………………………………………………10 4.3显示模块功能及程序……………………………………………………………12 4.4分频模块功能及程序……………………………………………………………14 4.5控制模块功能及程序……………………………………………………………16 4.6各模块仿真波形图及仿真分析…………………………………………………19 4.6.1计数器模块仿真………………………………………………………………19 4.6.2锁存模块仿真…………………………………………………………………20 4.6.3显示模块仿真…………………………………………………………………21 4.6.4分频模块仿真…………………………………………………………………22 4.6.5控制模块仿真…………………………………………………………………23 4.7系统原理图及仿真………………………………………………………………24 4.7.1频率计系统原理图……………………………………………………………24 4.7.2系统仿真………………………………………………………………………25 第5章 频率计硬件设计…………………………………………………………27 5.1EPM240开发板介绍……………………………………………………………27 5.1.1EPM240T100C5芯片介绍：…………………………………………………27 5.1.2有源晶体简介…………………………………………………………………28 5.1.3数码管简介……………………………………………………………………28 5.1.4JTAG接口电路…………………………………………………………………29 5.1.5供电电路………………………………………………………………………29 5.2系统硬件连接图…………………………………………………………………30 5.3PCB的设计………………………………………………………………………30 5.4下载调试…………………………………………………………………………31 第6章 结束语……………………………………………………………………34 参考文献……………………………………………………………………………35 致谢…………………………………………………………………………………36
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摘 要
基于EDA技术设计的频率计，依赖功能强大的计算机，通过软件编程，改变EDA芯片的硬件结构和工作方式以实现不同的硬件功能，打破了传统电子电路设计方法，它代替了原有的许许多多外围电路，使电子电路设计不单减少了开发成本和开发周期，而且更加灵活方便。
本设计采用硬件描述语言VHDL对频率计系统进行设计，在EDA软件平台quartus II上编写程序并且通过编译仿真后，再将程序下载到CPLD芯片中实现。最后通过使用protel 99se制作出硬件电路板效果图。
从实验结果上看，采用EDA技术设计的电子电路，可以弥补传统硬件电子电路设计中的不足。使硬件设计像软件设计一样方便，还可以在硬件设计中通过软件平台实现仿真实验。在EDA软件平台quartusII上设计数字频率计，使编译仿真的仿真波形更加清晰，测试点读数精确，参数调节方便。因此软件仿真设计可以节省设计资源，减少设计步骤，缩短设计周期，体现出EDA技术的主要优势。
关键词： EDA技术； 硬件描述语言VHDL； 频率计； quartusII
I
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ABSTRACT：
Based on the frequency of EDA technology, the dependence on powerful computers, software programming, hardware chips EDA change the structure and working methods in order to achieve different hardware features, breaking the traditional methods of electronic circuit design, it replaced the original Xu many more than the external circuit, electronic circuit design not only reduced development costs and development cycles, more flexible and convenient.
The design uses a hardware description language VHDL on the frequency of system design, EDA software platform in the quartus II programming and emulation through the compiler, the program then downloaded to the CPLD chip to achieve. Protel 99se last through the use of circuit board hardware to produce the effect of Fig.
The experimental results from the point of view, the use of EDA techniques of electronic circuit design, can make up for the traditional hardware design of electronic circuits deficiencies. Hardware design as easy as the software design can also be adopted in the hardware design simulation software platform. QuartusII in EDA software platform to design digital frequency meter, so that the compiler of the simulation waveform simulation more clear, accurate readings of test points and parameters to facilitate adjustment. Therefore the design of software simulation design can save resources and reduce design steps and shorten the design cycle, reflecting the main advantages of EDA technology.
Keywords： EDA technology; hardware description language VHDL; frequency meter; quartusII
II
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第1章 绪论
1.1EDA技术的产生背景
上世纪末，在信息技术和电子技术的高速发展下，推动现代电子产品渗透社会各
领域，并有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度提高。
现代电子设计技术的核心是EDA(Electronic Design Automation电子设计自动化)技术。就是以计算机为辅助工具，使设计者只需要利用EDA软件平台和硬件描述语言就可以完成电子系统的设计，文本选用的开发工具为Altera公司的quartusII和VHDL语言。
在这样的背景下，传统的电子电路的设计方法发生了革命性的突破。在现代高新电子产品的设计和生产中，微电子技术和现代电子设计技术相互促进、相互推动又相互制约。微电子技术代表了物理层硬件电路实现的发展，现代电子设计技术则反映了现代先进的电子理论、电子技术、仿真技术、设计工艺和设计技术与最新的计算机软件技术有机的融合和升华。EDA技术应用是这二者的结合，是这两个技术领域共同的结合体。
1.2采用EDA技术频率计的优势
频率计是电子技术中常用到的一种电子测量仪器，传统所用的频率计大都是采用单元电路设计的，设计过程复杂且时间长，但这次我用EDA技术设计频率计，在设计意义上实现一些突破。
传统手工技术设计的频率计电路复杂、设计周期长、成本高。采用EDA技术就能够克服这一点，它可以把各种模块程序下载在EDA芯片上，输入不同的程序就可以实现不同的功能，使修改设计如同修改软件一样方便，节省了大量的外围电路，并提高了设计效率。
所以我用EDA技术设计的频率计能够大大缩小体积，提高稳定性，减少成本。容易对其内部功能作进一步的修改、维护。
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