1. 研究目的与意义
随着现代社会电子行业的高速发展,电子设备已成为生产生活的必需品。
在电子设备开发中需要测量RCL等电路参数,因此电阻、电容、电感测量仪表得到了广泛的应用,随着集成电路的发展,测量仪表逐渐趋向于小型化和智能化。
它是灵敏、简单、高效、经济的测试工具,是一款灵敏、操作简单的测试仪,可用作制造厂的质量检验工具,或者在维修实验室用来快速测试各种元器件。
2. 课题关键问题和重难点
课题关键问题:本设计要求基于FPGA设计一个电感,电容,电阻值的测量仪器,通过DDS产生固定频率的周期信号,将此信号通过基准电阻,算得电流后与此信号通过待测器件的电流进行比较,通过FPGA计算出待测器件电阻阻值,电感值和电容值。
熟悉定位DDS的基本原理与MSP430系列单片机的结构及工作原理,掌握EDA的设计思想与逻辑思路,对硬件描述语言VHDL进行熟悉与理解,掌握Quartus II与相关单片机开发软件工具。
根据电路工作过程,进行流程图与程序的编写,并且进行调试。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1、FPGA技术发展史1985年,当全球首款FPGA产品XC2064诞生时,注定要使用大量芯片的PC机刚刚走出硅谷的实验室进入商业市场,因特网只是科学家和政府机构通信的神秘链路,无线电话笨重得像砖头,日后大红大紫的BillGates正在为生计而奋斗,创新的可编程产品似乎并没有什么用武之地。
1985年,Xilinx公司推出的全球第一款FPGA产品XC2064怎么看都像是一只丑小鸭采用2μm工艺,包含64个逻辑模块和85000个晶体管,门数量不超过1000个。
22年后的2007年,FPGA业界双雄Xilinx和Altera公司纷纷推出了采用最新65nm工艺的FPGA产品,其门数量已经达到千万级,晶体管个数更是超过10亿个。
4. 研究方案
1、通过查阅资料,明确本系统的研究对象及实现功能,对本系统软硬件设计进行划分并提出具体的实现方案;2、确定系统的总体设计方案,包括其功能设计,电路工作原理,FPGA系统框图设计;3、进行系统的硬件电路设计,包括硬件电路构成、测量原理以及单片机的选择;4、建立单片机软件开发环境,掌握对相关单片机编程软件的使用; 5、根据所设计的硬件原理图,完成各部分的软件流程设计并编写相应的程序代码,必要时查阅相关的数据手册和使用说明书等资料;6、根据课题要求达到的功能,在仿真的基础上进行电路的制作与硬件调试;7、进行系统调试,验证系统功能,并根据实际调试的结果修改与完善程序流程与代码;8、总结课题设计的过程和结果,整理相关资料,撰写毕业设计论文。
5. 工作计划
第1周:了解毕业设计任务,收集资料; 第2周:弄清FPGA的工作原理,系统设计思想、设计方法; 第3周:学习单片机的应用;第4周:在此基础上写出毕业设计的开题报告,提出设计方案,并完成相关英文资料的翻译;第5周:熟悉FPGA的检测电路、控制驱动电路及显示电路的工作原理; 第6周:Quartus II的安装、使用及调试; 第7周:熟悉单片机开发装置的使用;第8周:熟悉DDS与EDA的设计并利用于设计; 第9周:FPGA系统设计,画出系统框图; 第10周:根据总体系统要求进行模块设计;第11周:调试及仿真;第12周:在仿真的基础上进行电路的制作与硬件调试;第13周:整理书写设计报告;第14周:毕业设计答辩及成绩评定。
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