脉冲宽度测量仪

脉冲宽度测量仪

课程名：脉  冲  宽  度  测  量

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学   部：电气与信息工程学院

学    号：0 9 4 3 0 4 ********

专业班级：电 信   0  9  0  1

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课程设计任务书

课程  EDA技术课程设计

题目  脉冲宽度测量仪

专业    电子信息工程    姓名   陈 芬   学号**************

主要任务:

采用EDA技术，设计一个能测量脉冲信号宽度的系统。系统图如下：

基本要求:

（1）脉冲信号宽度的测量精度为±1ms。

（2）脉冲信号宽度的测量范围为0～10s。

（3）调试过程中可以用按键模拟脉冲信号。

（4）测量值用5位数码管显示（可以采用静态显示）。

（5）输入信号为标准TTL电平。

（6）调试中既可以采用正脉冲，也可以采用负脉冲（任选其一）。

（7）必须先进行前仿真，并打印出仿真波形。

（8）按要求写好设计报告（设计报告内容包括：引言，方案设计与论证，总体设计，各模块设计，调试与数据分析，总结）。

脉冲宽度测量仪

第一章  总体设计思想

1.基本原理

    根据设计要求，系统的输入信号有：系统时钟信号CLK，系统复位信号CLR，脉冲输入信号P_ IN。当计数输出端检测到P_ IN端有脉冲输入时检测模块就会输出１,否则为０,输给计数模块的ＥＮ端,当各位累计到９时,会向十位进位,一次类推到万位.最后由数码管显示脉冲的宽度(数码管的读数).

2.设计框图

系统组成方框图如下所示，它由外部输入模块、检测模块和显示模块三部分组成。检测模块是整个系统的核心，它由计数模块、控制模块、计量模块和译码显示模块构成。

图1.1 系统框图

第二章  设计步骤和调试过程

1、总体设计电路

（1）脉冲检测模块

当有检测到P_IN端有脉冲输入（P_IN=1）时，EN_OUT=1输送到计数器的EN端。

（2）计数模块

计数模块是对检测到的脉冲进行计数 ，计算出脉冲的宽度。

（3）译码显示模块

  对输入的脉冲宽度进行显示出来。

第三章  模块设计和相应模块程序

1、检测程序模块

--bas of measure;

library ieee;

use ieee.std_logic_11.all;

entity measure is

port(

    P_IN : in std_logic;         

    EN_OUT: out std_logic);

end measure;

architecture behave of measure is

begin

process (P_IN)

begin

if(P_IN='1') then EN_OUT<='1'; --实现检测，若有脉冲就输出为1

else EN_OUT<='0';            --，否则为0

end if;    

end process;

end behave;

2、计数程序模块

--bas of count;

library ieee;

use ieee.std_logic_11.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity count is

port(EN:in std_logic;

        CLK:in std_logic;

        CLR:in std_logic;

        CQ:out std_logic;

    Qout:BUFFER std_logic_vector(3 downto 0)

);

end count;

architecture art of count is

begin

U1:process(CLK,CLR,EN,QOUT)

Begin

if CLR='1' then Qout<="0000";

elsif CLK'EVENT  and  CLK='1'  then

     if  EN='1'  then

if Qout="1001" then Qout<="0000";

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;

第四章  设计电路图

第五章  实验调试结果

为验证所设计程序是否正确，将程序下载进行硬件测试。在QuartusⅡ开发环境中进行管脚锁定，连接好数码管驱动电路，然后将目标文件下载到器件中。经过多次数据测试，显示正常，基本实现本实验的要求。

第六章  结论及心得体会

这次的课程设计对于我来说是毕业前的一次演练，从选题到画出流程图，再到写出程序，不停的编不停的改不停的查资料……直至最后完成，有问题大家都坐在一起讨论，一起努力，一起攻克问题。我想我们享受的就是这个过程，而不仅仅只是结果。通过这次的设计，我们学到了很多，也了解到EDA技术教程对我们这个专业的重要性。它有很大的优势比起其他的课程，它可以在Quartus这个软件环境进行仿真，检查我们的错误,而且不用画流程图。

参考资料

[1] 潘松著.EDA技术实用教程(第二版). 北京：科学出版社,2005

[2] 康华光主编.电子技术基础 模拟部分. 北京：高教出版社,2006

[3] 阎石主编.数字电子技术基础. 北京：高教出版社,2002

[4] 梁勇编著.EDA技术教程.北京：人民邮电出版社.2010