【2017年整理】基于Verilog的数模转换器设计.docx

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