CPLD数字电压表设计.doc

目录
引言……………………………………………………………
CPLD的概述……………………………………………………
可编程逻辑器件的发展历程…………………………………
FPGA/CPLD技术………………………………………………
MAX+PLUSII介绍………………………………………………
数字电压表的设计与实现……………………………………
数字电压表的简单介绍………………………………………
各部分元件的设计……………………………………………
模/数(A/D)转换器………………………………………
二—十进制转换器…………………………………………
十进制—BCD码转化器……………………………………
BCD码多路数据选择器……………………………………
BCD译码显示器……………………………………………
控制器与控制电路的设计……………………………………
控制器的设计…………………………………………………
控制电路的设计………………………………………………
错误显示与复位清零显示的控制电路……………………
控制BCD多路数据选择器地址的控制电路………………
3位有效数字在译码显示电路顺序显示的控制电路……
总结……………………………………………………………
结束语…………………………………………………………
附录………………………………………………………………………
第1章引言
随着电子技术的发展,当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体
积小、重量轻的方向发展,推动该潮流迅猛发展的引擎就是日趋进步和完善的ASIC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户要求,根据系统的行为和功能要求自上而下逐层完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证,直到生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外,其余所有的设计过程几乎都可以用计算机自动的完成,也就是说作到了电子设计自动化(EDA)。电子设计自动化(EDA)的关键技术之一是要求用形式化方法来描述数字系统的硬件电路,即要用所谓硬件描述语言来描述硬件电路。所以硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电子设计自动化领域的一个重要课题。
硬件描述语言得发展至今已有几十年的历史,并已成功地应用到系统的仿真、验证和设计综合等方面。广大用户所期盼的是一种面向设计的多层次、多领域且得到一致认同的标准的硬件描述语言。80年代后期由美国国防部开发的VHDL语言恰好满足了这样的要求,并在1987年12月由IEEE标准化(定为IEEE std 1076—1987 标准,1993年进一步修订,被定为ANSI/IEEE std 1076—1993 标准)。它的出现为电子设计自动化(EDA)的普及和推广奠定了坚实的基础。由于,计算机技术和自身功能的不断发展括充,使其能够在行为级、系统级、寄存器和门级上描述逻辑电路。于是人们反过来进行电路设计(描述),然后通过一定的编译算法将其转化成具有相应功能的逻辑电路,也就是说,电路设计人员可以用硬件描述语言VHDL来设计数字系统的硬件部分。使用VHDL语言来设计数字系统是电子设计技术的大势所趋。
CPLD是一种复杂的用户可编程逻辑器件,它以其编程方便、集成度高
速度快、价格底等特点越来越受到广大电子设计人员的青睐。此外,该公司还开发了MAX PIUS II软件,VHDL语言就是在这个软件环境应用。正是由于VHDL已广泛应用到各个领域,应用VHDL语言来编程实现数字电压表的设计,通过课题的设计来进一步掌握及应用VHDL语言编程。
第2章 CPLD概述
可编程逻辑器件的发展历程
当今社会是数字的社会,是数字集成电路广泛应用的社会。信息高速公
路、媒体电脑、移动电话系统、数字电视,各种自动化设备以及我们日常的一些小制作都要用到数字集成电路,它由早期的电子管、晶体管、小规模集成电路(几十—几百门)、中规模集成电路(MSIC,几百—几千门)、大规模集成电路(LSIC,几千—几万门)发展到超大规模集成电路(VLSIC,几万门以上)以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是,随着微电子技术的发展,设计与制作集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。因而出现了现场可编程逻辑器件(FPLD),其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存储器(PROM),紫外线可擦除只读存储器(EPROM)和点可擦除只读存储器(EEPROM)三种。它们的共同特点是可以实现速度特性较好的逻辑功能,但其过于简单的结构也使它们只能实现规模较小的电路。
FPGA/CPLD技术
FPGA(Field Programmable Gates Array,现场可编程门