基于单片机和FPGA的位同步信号提取

1、题 目： 基于单片机和FPGA的位同步信号提取 专业班级： xx 学生姓名： x 学 号： xx完成日期： 2x年6月 指导教师： xx 实验师 评阅教师： 20xx 年 6 月 xxx学院应用技术学院毕业设计(论文)诚 信 承 诺 书本人慎重承诺和声明：所撰写的基于单片机和FPGA的位同步信号提取是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。设计(论文)的研究成果归属学校所有。 学生(签名) 年 月 日 xxx学院应用技术学院毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 基于单片机和FPGA的位同步信号提取 姓名x 专业 x 班级

2、 x 学号 16 指导老师 x 职称 实验师 教研室主任 x 一、基本任务及要求： 本课题是设计一具有通用性的输入信号的位同步提取系统，系统可以实现10HZ1MHZ的信号同步。使用单片机进行实时控制现场可编程逻辑门阵列FPGA完成位同步信号提取，通过理论和实验研究，完成硬件电路和软件设计并试制样机，要求完成： 1、单片机实时控制FPGA，完成实时频率跟踪测量和自动锁相； 2、在FPGA 内部，设计完成以下部分： A、全数字锁相环DPLL，主要包含：数控振荡器、鉴相器、可控模分频器 B、LED动态扫描电路、FPGA和单片机的数字接口，以完成两者之间的数字传递3、 设计辅助电路：键盘、LED； 二

3、、进度安排及完成时间： （1）第二周至第四周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告； （2）第五周至第六周：毕业实习； （3）第六周至第七周：项目设计的总体框架：各个模块以及各个模块之间的关系确定，各个模块的方案选择与各个模块的所用主要器件的确定； （4）第八周至第十三周：各个模块的主要器件熟悉及相关知识的熟悉；各个模块的具体任务实现：硬件电路、软件编程； （5）第十四周至第十五周：系统的总体仿真与调试 （6）第十六周至第十七周：撰写设计说明书 ； （7）第十八周：毕业设计答辩； 目 录摘 要IAbstractII引 言1第1章 绪 论21.1 位同步技术当前的发展21.2 EDA简介31.3 8

4、051型单片机41.4 FPGA器件简介41.4.1 FPGA器件的发展41.4.2 FPGA器件的结构51.4.3 Altera器件及EPM706471.5 FPGA开发过程简介81.6 C语言91.7 VerilogHDL91.8 MAX+PLUS II 概述10第2章 系统组成结构112.1 单片机模块112.2 键盘模块112.3 测频、输出显示模块122.4 数字锁相环(DPLL)模块13第3章 各模块的具体设计及实现143.1 单片机模块的设计与实现143.2 键盘模块的设计与实现153.2.1 设计中问题和解决方法153.2.2 键盘设计的软件设计163.3 测频、输出显示模块的

5、设计与实现173.3.1 测频部分173.3.1.1 测频电路的设计实现173.3.1.2 测频模块的软件设计173.3.2 显示部分183.3.2.1 7448芯片介绍183.4 锁相环模块的设计与实现213.4.1 鉴相器的选择213.4.2 可编程K可逆计数器的设计223.4.3 I/D线路的设计243.4.4 可编程N分频器的设计25第4章 位同步信号提取系统整体测试284.1 锁相环的仿真与测试284.2 单片机软件的测试294.3 系统的整体测试31参考文献33致 谢34附录A 单片机软件设计程序35附录B FPGA芯片内部模块的Verilog HDL设计58基于单片机和FPGA的

6、位同步信号提取摘 要：本文所设计的检测单片机程序，使用状态转变过程前，将原状态指示部分全部置0，然后将下一个状态指示设为1。参考文献1 王道宪CPLD/FPGA可编程逻辑器件应用与开发 北京：国防工业出版社，2004年2 于 枫，张丽英，廖宗建ALTERA可编程逻辑器件应用技术 北京：科学出版社，2004年3 高书丽，罗朝霞可编程逻辑设计技术与应用 北京：人民邮电出版社，2001年4 曾繁泰，候亚宁，崔元明可编程器件应用导论 北京：清华大学出版社，2001年5 张厥盛，郑继禹，万心平同步控制原理 北京：国防工业出版社，1980年6 邬金松，李广彪单片机并行配置FPGA的整体实现 舰船电子工程，

7、2005（5）7 宋宇成，宋万杰ALTERA系列器件的集中配置方法 电子科技，2000（6）8 张奎刚，徐连海，张华ALTERA FPGA简介及其在LED显示屏控制中的应用，微处理机，2000（2）9 王明龙，王德祥利用Altera可编程逻辑器件开发数字电路设计 实用测试技术，2001（6）10 潘 松，黄继业EDA技术使用教程 北京：科学出版社，2002年11 樊昌信，张甫翊，徐炳祥，吴成柯. 通信原理 北京：国防工业出版社，2001年12 王迎旭单片机原理与应用 北京：机械工业出版社，2004年13 王金明,杨吉斌数字系统设计与Verilog HDL 北京：电子工业出版社，2002年14

8、赵 亮，侯国锐单片机C语言编程与实例 北京：人民邮电出版社，2003年15 刘了善微型计算机接口技术及应用 武汉：华中科技大学出版社，2003年16 康华光，寿 彬电子技术基础数字部分 北京：高等教育出版社，2001年17 Bob Zeidman Designing with FPGAs&CPLDs USA,2002 18 Alter corporation, Designing with MAX+PLUS, 1998. 19 宋万杰，罗丰，吴顺君. CPLD技术及应用 西安: 西安电子科技大学出版社， 2000年 20 周政新电子设计自动化实践与训练 北京: 中国民航出版社, 1998年致

9、谢本文的选题、课题研究及撰写工作是在恩师刘正青老师的悉心指导下完成的。在学习生活中，学生的点滴进步无不凝聚着恩师的心血，恩师严谨求实的治学态度，渊博的知识，敏锐的思维，质朴谦和平易近人的长者风范，不仅使我在学习期间受益终身，而且对我今后的工作和生活也必将产生深远的影响。在此谨向恩师致以由衷的感谢和崇高的敬意。 李国冀 2006年6月附录A 单片机软件设计程序#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int #define ulong unsigned long/以下端口编址采用不完全编址，再没有用到的地址线均设为1/采用高四位片间选择，低四位片内选择。/主要是所else alarm(); Ratebcd8=codekey; else ra