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图5-7 频率计PCB图
实际的PCB板的效果图如图5-8所示。
图5-8 频率计PCB板效果图
5.4下载调试
程序编写完,并且仿真过没有问题后就开始下载调试了。其实最好在建立project之前就要选定好芯片和芯片基本信息。
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以上做完就可以开始确定引脚。这是对所设计的数字显示的频率计电路进行硬件测试最重要的一步,将其输入输出信号锁定在开发系统的目标芯片引脚上,并重新编译。
本次设计的频率计共有2个输入引脚,1个输出引脚和两个总线输出。将系统时钟信号clk锁定在芯片的pin-12引脚,待测频率信号fsin是不断变化的,以测量不同的频率值我这里把它设置成pin-33;输出引脚:xuan[3..0]分别接到pin-91、pin-89、pin-87、pin-86引脚。dout[6..0]分别接到pin-85、pin-84、pin-83、pin-82、pin-81、pin-78、pin-77七个引脚,这7端接七段显示译码管的输入端g—a。还有最后dot接到pin-76,数码管的小数点引脚,如图5-9所示。然后重新编译一次,即可保存所锁定的引脚。
图5-9 管脚锁定
管脚锁定后还有重要的一步,那就是在Setting2里面的Device>Device&pin options>unused pins书签中把所有不需要用到的管脚都设置为As input tri-stated状态。这样就可以避免在测试中其他不用的管脚有问题出现。
然后就可以对目标芯片进行编程下载,完成频率计电路的最终开发,如图5-10
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所示。连接好带epm240芯片的板的电源线和下载线后,在菜单Tool中选择Programmer,选中要仿真项目,点击Start,开始下载。
图5-10 编程下载
成功下载文件后,在找到实验箱上的频率发生接口,在上面用fsin连接实验箱上的频率端口,并且在各时钟信号之间变换,同时观察数码管输出档位和所测频率值。当系统频率clk输入信号更改时,可能会产生量程变换,小数点移位。验证调试结果如表5-10所示,输入不同的测试频率信号,数码管可显示相应的数值,显示数值准确。
试验箱输入频率 1024KHZ 50HZ 400KHZ 频率计显示数值(单位KHZ) 1024. 0.050 400.0 表5-10 下载测试结果
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第6章 结束语
在本次毕业设计中,我主要采用计算机,利用硬件描述语言VHDL和EDA软件平台quartus2设计4位十进制数字显示的数字式频率计系统,使用时只要经过一秒的闸门时间计算频率数值。然后通过寄存器中选择内部7位计数器中的高四位的数值,并且自动选择合适量程。进行动态扫描显示,即可实现测频的目的。这种利用EDA技术设计频率计,打破了传统意义上使用单元电路或单片机技术实现频率计的设计方法,大大简化了电路结构,减少了开发时间和开发成本。
本论文首先介绍了EDA技术的产生背景、EDA技术设计的优势。接下来主要说明设计的频率计的其中三个功能模块并且附带其余模块,设计思路及采用的电路部分,各元器件的连接和电路布线。最后用VHDL语言进行软件编写,经过多次仿真与修改,最终基本上实现了设计的要求。
通过本次毕业设计,使我的电子电路设计开发能力得到了很大的提高。同时,通过学习EDA技术,我们可以直接用CPLD来设计完成硬件电路的工作。设计过程中,在指导教师刘翠芳的引导下对EDA技术进行系统地学习,并参考各种相关文献,和高志平合作共同增强了的电子器件设计的能力,为今后的工作和进一步学习奠定坚实的基础。设计中还存在着许多不足之处,希望各位老师提出宝贵意见和建议。
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参考文献
[1].阎石.数字电子技术基础第四版[M].北京:高等教育出版社,2001. [2].童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2001.
[3].于枫,张丽英,廖宗建.ALTERA可编程逻辑器件应用技术[M].北京:科学出版社,2004.
[4].潘松,黄继业.EDA技术与VHDL[M].北京:清华大学出版社,2007.
[5].清源科技.Protel99se电路原理图与PCB设计及仿真[M].北京:机械工业出版社,2007.
[6].江思敏.VHDL数字电路及系统设计[M].北京:机械工业出版社,2006. [7].金琳.基于eda技术的频率计系统设计[D]. 吉林:吉林大学电子系,2005.25-26 [8].张兆莉,蔡永泉,王饪.基于FP以的数字频率计的设计及实现[J].自动
化仪表,2006,27(11):9一11
[9].杨守良.基于FPGA的数字频率计的设计和实现[J].现代电子技术,2005,(11):123一125
[10].张霞.数字频率计的VHDL程序设计[J].现代电子技术,2001,30(9):56一57 [11].JamesR,AnmstrongF,GailGray,Design expression and synthesis of VHDL [M]. Cajnbridge : Harvard University Press,2001
[12].LU Shaoqiang.FPGA will gradualy replace ASIC and ASSP[J]. Electron production world. 2000 (9) :26-28
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致 谢
经过三个多月的努力,终于迎来了收获的时刻。无论是实验指导,还是毕业设计的修改,刘翠芳老师都倾注了大量的心血。我的毕业设计经过了刘翠芳多次的细心批注最终完善起来。老师渊博的知识、耐心的教学态度、强烈的责任心让我终生难忘,受益匪浅。
在大学学习期间,我还得到了其它众多老师和同学们的关怀和帮助,还有亲人给我在大学四年求学提供生活保障,感谢他们在我身后给与支持;他们是我对理想坚持追求的勇气和力量的源泉。
最后我还要感谢我的母校----广州大学松田学院四年来对我的培养!
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