【2017年整理】基于Verilog的数模转换器设计.docx
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南 阳 理 工 学 院
本科生毕业设计(论文)
基于Verilog-HDL的数模转换器的设计
院 系:电子与电气工程学院
专 业:电子信息工程
姓 名:王 晓 宁
学 号:105090440022
指导老师:曹 原
摘要
随着计算机技术以及集成电路的迅速发展,对于芯片部分的数字部分和模拟部分接口电路的研究尤为重要。
电子设计自动化逐渐成为重要的设计手段,已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。尤其是计算机在自动控制、自动检测以及其他许多领域中的广泛应用,使得对于数字部分与模拟部分的研究显得尤为重要。
本文主要研究了基于Verilog-HDL语言的D/A转换器的高层次行为模型。
目录
引言
1.1 研究的目的与意义
1.2 数模转换器研究现状
1.3 研究的内容
D/A转换器的基本设计原理
EDA技术及Verilog-HDL设计
3.1 EDA技术
3.2 Verilog-HDL语言
3.3 EDA技术的开发环境-Quartus II
设计实现
4.1 系统方框图和结构设计
4.2 各模块的Verilog-HDL源程序
4.3
1引言
在计算机技术的推动下,20世纪末,电子技术获得飞速的发展。20世纪90年代,国际上电子与计算机技术比较先进的国家,一直都在积极研究心得电子电路设计的方法。
电子设计自动化EDA(Electronic Design Automation)技术作为现代电子设计的核心,它依赖计算机技术,在EDA工具软件(Quartus II)平台上,使用硬件描述语言(Verilog-HDL)来完成对系统硬件功能的设计。电子设计自动化工具给电子设计带来了巨大变革,特别是可编程逻辑器件和硬件描述语言的出现与发展,解决了诸多不便。
VHDL是目前通用的硬件描述语言之一,可用来描述一个数字电路的输入、输出以及相互间的行为与功能。它特有的层次性—由上到下的结构式语法适合大型项目的设计,而且修改方便、移植性强,它的源代码已经成为一种输入标准,可用于各种EDA工具。使用VHDL设计数字系统已经成为当今电子设计技术的趋势。
1.1课题研究的意义
对于数模转换器的设计,大部分是采用C语言以及单片机编程来实现的。随着数字电路技术和计算机技术的发展,EDA技术取代了传统的电子设计方法而成为数字电路设计的主要技术。突出表现了EDA技术的功能。而且通过本课题的研究,能够掌握数模转换器的实现方法,熟悉转换器的工作过程,掌握数模转换器在实际生活中的应用方法,这样也有利于了解转换器的实现过程,掌握设计转换器的算法,提高能力。同时也掌握EDA技术。
1.2数模转换器研究现状
随着数字技术,特别是计算机技术的飞速发展和普及,在现代控制、通信及检测等领域,为了提高系统的性能指标,对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际对象一般是模拟量(如温度、压力、图像等),要使计算机或者数字仪表能识别、处理这些信号,必须先把这些虚拟信号转换为数字信号。
本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状
(1)近年来,随着社会和科学技术的发展,数字系统已经成为人类的重要部分。对于模拟系统,我们要利用信号处理技术转换为数字信号。随着数字信号处理技术的发展以及新算法的不断涌现,再加上数字信号器件性能的不断提高,数模转换器的设计要求也在不断提高。
(2)国外对于数模转换器的发展,推出双通道数模转换器,可以为宽带传输系统降低材料清单成本,高采样的数模转换器从而提高信号的准确性。
(3)国内对于数模转换器的发展正在努力研究高效率的数模转换器,从而提高数字信号处理技术,为人类科技进步提供前提。
1.3本课题研究的内容
本文主要根据数字电路中的数模转换器的设计原理,通过采用硬件描述语言Verilog-HDL对其进行研究与仿真。本文所介绍的主要内容有以下五章内容。
第一章主要介绍主要课题的研究意义,研究目的,研究内容以及国内外对于数模转换器的研究现状做出概述。
第二章主要介绍数模转换器的基本工作原理、分类和性能参数,同时对各种类型的D/A转换器的特点进行了对比研究,为转换器设计的发展创造了条件。
第三章首先介绍了模拟硬件描述语言Verilog-HDL,简单介绍了Verilog-HDL描述行为模型的结构,同时介绍了基本电路元器件的模型,给出了一个简单电路的模型代码。
第四章主要介绍运用Quartus II软件实现数模转换器的设计及程序框图。在Quartus II软件中进行仿真,得到仿真波形与结果并分析。
第五章主要对设计进行总结,提出设计的不足
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