曾凌云[1]2016年在《基于VHDL语言的单片机设计》文中认为介绍VHDL语言应用于单片机设计中的特点和优势。
马成虎[2]2014年在《基于VHDL语言的单片机设计》文中进行了进一步梳理近年来,随着集成电路的快速发展,自动化的电子设计理念已成为我国各领域产业发展的主要内容,电子系统的自动化发展可以增进技术之间的相互促进和协同发展。VHDL语言是组成电子系统的基本元素,绝大多数工业设备都会应用相应的语言结构。基于此,本文将结合VHDL语言的设计理念,对单片机的设计内容进行深入研究。
宋泽明[3]2004年在《基于VHDL语言的单片机设计》文中提出伴随着集成电路(IC)技术的发展，电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段，己经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。电子设计自动化是一种实现电子系统或电子产品自动化设计的技术，它与电子技术、微电子技术的发展密切相关，它吸收了计算机科学领域的大多数最新研究成果，以高性能的计算机作为工作平台，促进了工程发展。EDA技术的发展始干70年代，至今经历了叁个阶段。电子线路的C A D(计算机辅助设计)是EDA发展的初级阶段，80年代初期，形成了CAE(计算机辅助工程)。也就是所谓的EDA技术中级阶段。90年代出现了以自动综合器和硬件描述语言为基础，全面支持电子设计自动化的ESDA(电子系统设计自动化)，即高级EDA阶段、也就是目前常说的EDA。使用EDA技术设计的结果既可以用FPGA／CPLD来实施验证，也可以直接做成专用集成电路(ASIC)。EDA的一个重要特征就是使用硬件描述语言(HDL)来完成的设计文件，诞生于1982年的VHDL语言是经IEEE确认的标准硬件描述语言，在电子设计领域受到了广泛的接受。本文首先综述了EDA技术和PLD器件的发展概况；然后对MCS8051单片机的原理进行介绍和分析；接着介绍使用FPGA进行开发设计的优点以及VHDL语言‘和MAXPLUS软件的特点，也介绍了本文的设计方案；接下来介绍使用EDA技术，用VHDL语言完成了8051单片机的设计工作；最后介绍了EDA技术的前沿发展趋势及系统开发中的几点体会。 本文的难点在于CPU和数模转换器的设计，主要体现在算术逻辑单元ALU算术运算的算法实现和控制单元的状态机的设计；以及数模转换器的∑-△调制方法的实现。通过如上的算法实现，可以看出VHDL语言在算法级的设计上具有很多的优势和特点。
孙鹏[4]2007年在《兼容8051单片机IP核设计》文中指出单片微型计算机(单片机)自问世以来,因其小巧灵活、成本低、控制能力强、易于产品化等优势,在社会各领域中得到广泛的应用。然而,随着信息时代的到来,传统单片机固有的结构缺陷,使其呈现出诸多弊端。其速度、规模、性能等指标越来越难以满足用户需求、因此单片机芯片的开发,升级面临着新的挑战。进入20世纪90年代后,可编程逻辑集成电路技术进入飞速发展时期。器件的可编程门数超过了百万门,并出现了内嵌复杂功能模块的SoPC(System on aProgramable Chip)。这种大规模可编程逻辑芯片的出现为单片机芯片重构开辟了新的途径。本课题就是要以FPGA/CPLD(Field Programmable GateArray/Complex Programmable Logic Device)器件作为载体,以现代EDA(Electronic Design Automatic)技术为手段,以实现一个与MCS-51系列单片机指令兼容的微控制器芯片的IP(Intellectual Property)核。本文主要研究了应用EDA技术实现这一IP核的方法。本文采用自顶向下(Top-down)的设计方法,根据设计流程,首先将单片机划分成几个大的模块,再向下划分成功能单一的模块。然后运用硬件描述语言VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)对各个模块进行逻辑描述;同时应用EDA集成开发工具MAX+plusⅡ提供的时序模拟器对各个模块(包括各子模块和顶层模块)的功能进行软件仿真。完成软件仿真后下载到FPGA/CPLD器件中进行硬件级的测试。课题采用GW48-CK型EDA实验箱对所设计的软核模块进行硬件级的测试。箱内的可编程逻辑器件是Altera公司的FLEX 10K(属于FPGA类型)系列器件中的EPF10K10LC84-4。由于EPF10K10LC84-4器件的逻辑门有限,本文单独完成了算术逻辑单元、定时器/计数器、串行口等模块的硬件级测试。本课题的研究表明,应用EDA技术实现单片机结构设计的方法是完全可行的。以FPGA/CPLD所构造的单片机符合单片机快速、高效、小型、外围电路内装化的发展趋势。
黄俊[5]2013年在《基于FPGA的高频高精度数字移相信号发生器》文中研究说明数字移相信号发生器是电子技术领域的一个重要仪器设备,它在航空航天、通信系统、仪器仪表等科研领域得到了非常广泛的应用。本文采用直接数字频率合成(DDS)技术,以现场可编程门阵列器件——FPGA作为硬件基础,以QuartusII软件平台作为开发工具,并充分利用单片机,设计一款高频高精度的数字移相信号发生器。DDS技术是早在七十年代初被提出的一种频率合成技术。它主要是有相位累加器、波形存储表ROM、高速D/A转换电路和低通滤波器等部分组成。该技术和其它的频率合成技术相比,其主要有频率切换速度快、分辨率高、易于程控、相位噪声低、输出波形灵活等优点。在系统的开发过程中,采用了Altera公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片EP2C8Q208C8作为波形数据的主控芯片,采用了宏晶科技公司的STC12LE5A60S2单片机设计了人机交互界面。在设计中,FPGA芯片与单片机的通信接口是一个难点。本文利用Altera公司的设计工具QuartusⅡ软件,并结合VHDL语言克服了这一问题。本文第1章绪论中描述了数字移相信号发生器的研究背景,国内外波形信号发生器的研究现状,以及本文所要研究的主要内容。第2章详细地介绍了DDS技术的基本原理。第3章介绍了现场可编程门阵列器件——FPGA芯片的发展历程,硬件描述语言——VHDL语言,FPGA的设计流程。第4章介绍了数字移相信号发生器的人机交互系统。其中主要包括了人机交互界面的硬件设计和相应的软件设计。第5章介绍了基于VHDL语言的DDS设计,其主要包括了锁相环电路、FPGA与单片机通讯接口模块、相位累加器模块、波形存储器ROM模块、高速D/A转换电路和低通滤波器的设计。第6章给出了数字移相信号发生器的测试结果,并对测试结果给出了分析。最后,作者总结了在整个系统设计过程中的心得体会,并描述了系统中的缺陷和仍然需要改进的地方。
王鑫远, 陆玲霞[6]2016年在《基于VHDL的FPGA探究性实验开发》文中指出FPGA课程实践性强,设计性要求高,但当前设置的普通实验环节仅停留在验证、简单综合应用等层面,存在各种弊端。为此,引入探究性实验环节,用项目驱动的方式,充分调动学生的学习积极性,以更好地培养其芯片自主设计能力。该探究性实验通过采用VHDL硬件描述语言实现能够执行相应指令的单片机,让学生深刻理解单片机的内部硬件结构,以及如何用软核实现该最小系统。结果表明,该实验能充分发挥探究性实验的魅力,让学生更好地掌握FPGA的设计原理,灵活应用状态机和时序实现数字系统设计,并通过课程间融会贯通,近一步培养系统级人才。
闵令宝[7]2010年在《基于PIC单片机和CPLD的打印机控制面板测试系统设计》文中进行了进一步梳理随着经济全球化日益加深,企业间的分工日益细密,出于生产成本的考虑,一个产品完全由一家公司生产正变的越来越困难。就算对于打印机这样常用的办公设备,都会出现控制面板在A公司生产,主板在B公司生产,而整机又可能在C公司组装。在出厂前ABC叁个公司都要测试其产品。对A公司来说,就希望开发出一个能够模拟B公司主板的动作发送和接受指令的测试系统,来对本公司的产品进行测试,这样A公司就可以避免把控制面板组装在整个打印机上进行测试,在研发阶段这将变得更加宝贵。从而大大节省了硬件成本,提高了A公司产品测试的效率。与此同时,随着科学技术的飞速发展,电子产品所采用的元器件不断更新换代。当前,微控制芯片与复杂可编程逻辑器件在电子产品中得到广泛应用。在工程技术领域,如果我们能够把不断出现的新型电子元件应用到测试系统开发方面,将会变得十分有意义。根据工程硕士的教育特点,结合自己目前的工作实践,利用PIC单片机和CPLD等电子元器件,基于SPI协议开发出了一个针对HP公司一款较为复杂的带TFT-LCD触摸屏的照片打印机控制面板测试系统。同时,本系统的基本思想和具体软硬件模块可以方便的被移植到其它通过SPI协议通信的控制面板测试系统中。论文主要完成了以下几方面的工作。1,结合控制面板的测试需求,确定了测试系统的整体设计目标,并进行了系统整体架构设计。2,介绍了PIC18F4550单片机对LCM (LCD Module)的硬件接口电路设计及对LCD的驱动程序设计。3,介绍了Xilinx XC9572XL型CPLD对PIC单片机,Flash Memory硬件接口电路设计和基于VHDL语言的驱动程序设计。4,基于SPI总线通信协议对测试系统的通信协议、指令格式进行了设计,并定义了系统测试所需的基本指令集。最后,系统测试表明本系统操作简单高效,测试的稳定性和可靠性高。
陈智萍[8]2003年在《基于CPLD的单片机结构设计研究》文中指出单片微型计算机(单片机)自问世以来，因其小巧灵活、成本低、控制能力强、易于产品化等优势，在社会各领域中得到广泛的应用。然而，随着信息时代的到来，传统单片机固有的结构缺陷，使其呈现出诸多弊端，其速度、规模、性能等指标越来越难以满足用户需求。因此单片机芯片的开发、升级面临着新的挑战。CPLD的出现为单片机芯片重构开辟了新的途径。本课题利用CPLD做载体，借助MAX+PLUSⅡ软件平台，设计了一个小型单片机系统。本文主要阐述了应用CPLD技术实现单片机系统的方法。课题采用硬件描述语言VHDL设计了8位单片机系统。根据设计流程，首先将单片机划分成CPU和外围模块，再向下划分成功能单一的模块，然后对各个模块进行VHDL代码描述。再应用开发系统中的各种工具进行编译仿真，最后下载到CPLD器件中实现硬件电路。设计完成后，给出了单片机的各种操作时序以及指令系统。并根据此单片机的指令系统编写汇编程序，验证了单片机各条指令的功能。课题选用Altera公司的ACEX 1K系列器件EP1K100QC208-2来实现最终的单片机电路。ACEX 1K系列器件基于SRAM工艺，由于SRAM的易失性，CPLD本身无法保存配置数据。针对这一特点，对其下载方法进行了研究，并开发了208管脚CPLD器件的配置下载板。此下载板具有两种配置方式，一种是采用下载电缆直接为器件编程，另一种方式是采用配置器件保存配置数据。本课题的研究表明，应用CPLD技术实现单片机结构设计的方法是完全可行的。以CPLD所构造的单片机符合单片机快速、高效、小型、外围电路内装化的发展趋势。
江文超, 王文远[9]2014年在《VHDL在基于CPLD和单片机的数字频率计系统设计中的应用》文中提出一个项目的设计必须使用文本编辑器或图形编辑器的EDA工具来表达它的文字或图形模式。输入法中最普遍的使用方式是VHDL程序文本的办法。本文在概述VHDL语言的优点基础上,探讨VHDL在基于CPLD和单片机的数字频率计系统设计中的应用。
邓江[10]2006年在《基于AT89S52的车用抬头显示系统研究》文中认为汽车安全性是汽车消费者最关心的问题。汽车高速行驶时,特别是夜间高速行驶时,如果驾驶员低头观看仪表显示或者观看音响显示,前方遇到紧急情况就很可能来不及采取有效措施而造成交通事故。车用抬头显示系统(HUD,Head Up Dispaly),可以在汽车行驶过程中为驾驶员提供汽车的关键数据,比如油量、车速、已行驶里程等,从而提高了驾车的舒适度,保障了驾驶员和乘客的安全。目前车用抬头显示系统已经在国外很多车型上得到初步应用。而在国内,由于价格和车内空间等因素,HUD只出现在国内一些高档车型上。考虑到国内汽车绝对数量的迅速增加和交通设施有限之间的矛盾,有必要使车用抬头显示系统得到普及。因此,我们首先要解决的问题是在不明显降低显示质量的基础上降低系统造价。本论文的工作就是以AT89S52为核心,采用单片机+CPLD(Complex Programmable Logic Device)的设计模式为车用抬头显示系统的普及做应用研究。论文分五个章节:第一章介绍了课题研究背景和系统主控芯片,提出了论文的主要工作。第二章完成的工作是,根据任务提出的要求,选择了所使用的单片机AT89S52,拟订了系统组成方案,完成了系统的电路硬件总体设计。然后利用PROTELL99SE平台完成PCB图的设计和制板工作,根据芯片资料设计出供电模块,信号采集模块,单片机系统,日历时钟芯片,键盘输入,液晶显示系统,可编程控制模块和各个模块间接口。第叁章在分析整个硬件电路需要实现的功能的基础上,采用模块化设计方法在Keil开发环境中完成各个功能模块的软件设计和调试,在分调完成的情况下,除去分调时编写的特殊程序段,再将各个功能模块连接在一起进行联调。调试完毕后,使用μVision2内嵌的dScope for Windows进行软件仿真(Simulator)。第四章建立了瞬时双眼视场的简化理论模型;在此模型基础上找出了影响双眼视场的几个关键参数;分析了眼睛到显示图象的距离和显示图象的俯角(angle of depsession)这两个参数对视觉舒适性的影响,并结合实验作出了理论分析;最后指出为提高视觉舒适性必须为用户提供颜色和背光灯的选择功能。第五章对全文进行总结,提出了系统最终上车应用前必须解决的问题。
参考文献：
[1]. 基于VHDL语言的单片机设计[J]. 曾凌云. 自动化应用. 2016
[2]. 基于VHDL语言的单片机设计[J]. 马成虎. 电子制作. 2014
[3]. 基于VHDL语言的单片机设计[D]. 宋泽明. 北京工业大学. 2004
[4]. 兼容8051单片机IP核设计[D]. 孙鹏. 山东大学. 2007
[5]. 基于FPGA的高频高精度数字移相信号发生器[D]. 黄俊. 浙江师范大学. 2013
[6]. 基于VHDL的FPGA探究性实验开发[J]. 王鑫远, 陆玲霞. 工业和信息化教育. 2016
[7]. 基于PIC单片机和CPLD的打印机控制面板测试系统设计[D]. 闵令宝. 复旦大学. 2010
[8]. 基于CPLD的单片机结构设计研究[D]. 陈智萍. 燕山大学. 2003
[9]. VHDL在基于CPLD和单片机的数字频率计系统设计中的应用[J]. 江文超, 王文远. 电子制作. 2014
[10]. 基于AT89S52的车用抬头显示系统研究[D]. 邓江. 电子科技大学. 2006
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