EDA脈沖寬度測量儀 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱： EDA技術(shù)與應(yīng)用 報(bào)告題目： 脈沖寬度測量儀 學(xué)生姓名： 劉君瑋 所在學(xué)院： 電子科學(xué)與信息學(xué)院 專業(yè)班級： 電子信息1302 學(xué)生學(xué)號： 134110229 指導(dǎo)教師： 羅志年 李剛 2015 年 12 月 24 日EDA課程設(shè)計(jì)任務(wù)書報(bào)告題目脈沖寬度測量儀完成時(shí)間12.23-1.11學(xué)生姓名劉君瑋專業(yè)班級電信1302指導(dǎo)教師羅志年李剛職稱副教授講師設(shè)計(jì)目的 在電子技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域中，常需要對各種系統(tǒng)工作的時(shí)間特性進(jìn)行分析測量，如圖一給出的這種時(shí)間特性示意圖，其中t表示時(shí)間脈沖寬度，即指脈沖起始時(shí)間和終止時(shí)間的持續(xù)時(shí)間。T表示一個(gè)工作周期，即從脈沖的一

2、個(gè)上升沿到下一個(gè)上升的時(shí)間。圖一脈沖寬度與周期 在測量與儀器儀表領(lǐng)域，經(jīng)常需要對數(shù)字信號的脈沖寬度進(jìn)行測量，如轉(zhuǎn)速傳感器、外部系統(tǒng)的門控與選通脈沖，以及PWM (脈沖寬度調(diào)制)輸入的頻率等。因此可以說脈沖寬度和周期是關(guān)于脈沖的重要指標(biāo)。無論是模似電路還是數(shù)字電路，往往都需要對脈沖寬度進(jìn)行測量。設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）脈沖信號寬度的測量精度為±1ms。（2）脈沖信號寬度的測量范圍為010s。（3）調(diào)試過程中可以用按鍵模擬脈沖信號。（4）測量值用5位數(shù)碼管顯示（可以采用靜態(tài)顯示）。（5）輸入信號為標(biāo)準(zhǔn)TTL電平。（6）調(diào)試中既可以采用正脈沖，也可以采用負(fù)脈沖（任選其一）。（7）必須先進(jìn)行前仿真，并

3、打印出仿真波形。（8）按要求寫好設(shè)計(jì)報(bào)告（設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括：引言，方案設(shè)計(jì)與論證，總體設(shè)計(jì)，各模塊設(shè)計(jì)，調(diào)試與數(shù)據(jù)分析，總結(jié)）。設(shè)計(jì)步驟工作內(nèi)容及時(shí)間進(jìn)度安排共2周：12.22 小組成員分工寫好各模塊的程序12.23 將程序生成的模塊進(jìn)行調(diào)試、整合。12.24 在實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行驗(yàn)證。課程設(shè)計(jì)成果1與設(shè)計(jì)內(nèi)容對應(yīng)的軟件程序2課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告摘 要 隨著EDA技術(shù)的迅速發(fā)展，在EDA軟件平臺上，根據(jù)硬件描述語言VHDL完成的設(shè)計(jì)文件， 自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局線和仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作成了脈沖測量的發(fā)展方向。采用此種發(fā)法，設(shè)計(jì)者的工作

4、僅限于利用軟件的方式來完成對系統(tǒng)硬件功能的描述，在EDA工具的幫助下和應(yīng)用相應(yīng)的FPGA/CPLD器件，就可以得到最后的設(shè)計(jì)結(jié)果。通常采用脈沖計(jì)數(shù)法，即在待測信號的高電平或低電平用一高頻時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后根據(jù)脈沖的個(gè)數(shù)計(jì)算待測信號寬度，如圖四所示。待測信號相對于計(jì)數(shù)時(shí)鐘通常是獨(dú)立的，其上升、下降沿不可能正好落在時(shí)鐘的邊沿上，因此該法的最大測量誤差為一個(gè)時(shí)鐘周期。例如采用50MHz的高頻時(shí)鐘，最大誤差為20ns。關(guān)鍵詞：脈寬；脈沖；數(shù)顯；電容目 錄一、概述1二、需求分析2三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)3四、*模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4五、結(jié)論與心得6六、參考文獻(xiàn)6 1、 概述在測量與儀器儀表領(lǐng)域，經(jīng)常需要對數(shù)字信號

5、的脈沖寬度進(jìn)行測量，如轉(zhuǎn)速傳感器、外部系統(tǒng)的門控與選通脈沖，以及PWM (脈沖寬度調(diào)制)輸入的頻率等。因此可以說脈沖寬度和周期是關(guān)于脈沖的重要指標(biāo)。無論是模似電路還是數(shù)字電路，往往都需要對脈沖寬度進(jìn)行測量。參與此次課程設(shè)計(jì)的小組成員為：劉君瑋，王鄭軍，劉格誠，楊卓龍。各自參與了程序編寫、原理圖繪制、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的工作。 整體情況良好，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了各項(xiàng)工作。2、 需求分析1脈沖檢測實(shí)現(xiàn)對脈沖的檢測，即信號的輸入。2計(jì)數(shù)器對脈寬進(jìn)行計(jì)數(shù)3數(shù)據(jù)選擇器對數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇處理4LED顯示譯碼器對統(tǒng)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行顯示3、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1系統(tǒng)模塊（1）脈沖檢測模塊當(dāng)有檢測到P_IN端有脈沖輸入（P_IN=1）時(shí)，E

6、N_OUT=1輸送到計(jì)數(shù)器的EN端。（2）計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)模塊是對檢測到的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù) ，計(jì)算出脈沖的寬度。 （3）譯碼顯示模塊 對輸入的脈沖寬度進(jìn)行編碼，然后在數(shù)碼管上顯示出來。2 總流程圖時(shí)鐘信號計(jì)數(shù)信號輸入脈沖清零復(fù)位計(jì)數(shù)器檢測器檢測計(jì)寬計(jì)數(shù)顯示4、 詳細(xì)程序設(shè)計(jì) （1）脈沖檢測模塊library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity check isport(P_IN : in std_logic; EN_OUT: out std_logic);end check;architecture behave of check isbeginproces

7、s (P_IN)beginif(P_IN='1') then EN_OUT<='1' -實(shí)現(xiàn)檢測，若有脈沖就輸出為1else EN_OUT<='0' -，否則為0end if; end process;end behave;（2）計(jì)數(shù)模塊library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity count isport(EN:in std_logic; CLK:in std_logic; CLR:in std_logic; CQ:ou

8、t std_logic;Qout:BUFFER std_logic_vector(3 downto 0);end count;architecture art of count isbeginU1:process(CLK,CLR,EN,QOUT)Beginif CLR='1' then Qout<="0000"elsif CLK'EVENT and CLK='1' then if EN='1' thenif Qout="1001" then Qout<="0000"

9、else Qout<=Qout+'1'end if;end if ;end if ;if Qout="1001" then CQ<='1'else CQ<='0' end if;end PROCESS U1;end art; （3）譯碼顯示模塊 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;ENTITY led ISPORT(X:IN BIT_VECTOR(3 DOWNTO 0); Y:OUT BIT_VECTOR(6 DOWNTO 0); -sel:out std_log

10、ic_vector(7 downto 0);END ENTITY led;ARCHITECTURE ART OF led IS BEGIN -sel<="11111110"PROCESS(X) isBEGINIF X="0000" THEN Y<="1111110"-0ELSIF X="0001" THEN Y<="0110000"-1ELSIF X="0010" THEN Y<="1101101"-2ELSIF X="0

11、011" THEN Y<="1111001"-3ELSIF X="0100" THEN Y<="0110011"-4ELSIF X="0101" THEN Y<="1011011"-5ELSIF X="0110" THEN Y<="0011111"-6ELSIF X="0111" THEN Y<="1110000"-7 ELSIF X="1000" THEN

12、 Y<="1111111"-8ELSIF X="1001" THEN Y<="1110011"-9-ELSIF X="1010" THEN Y<="1110111"-A -ELSIF X="1011" THEN Y<="0011111"-b-ELSIF X="1100" THEN Y<="1001110"-C-ELSIF X="1101" THEN Y<=&qu

13、ot;0111101"-d-ELSIF X="1110" THEN Y<="1001111"-E-ELSIF X="1111" THEN Y<="1000111"-F ELSE NULL; END IF; END PROCESS; END ARCHITECTURE ART;5、 總原理圖與管腳鎖定表總模塊圖管腳鎖定表6、 結(jié)論與心得經(jīng)過調(diào)試及結(jié)果分析，設(shè)計(jì)滿足任務(wù)要求。脈沖信號寬度的測量精度符合±1ms，測量范圍為010s。這次的課程設(shè)計(jì)對于我來說是一次演練，從選題到畫出流程圖，再到寫出程序，不停的編不停的改不停的查資料直至最后完成，有問題大家都坐在一起討論，一起努力，一起攻克問題。我想我們享受的就是這個(gè)過程，而不僅僅只是結(jié)果。通過這次的設(shè)計(jì)，我知道了，在