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毕业设计 数字相位差计的设计,共50页,18404字。
摘 要
相位差测量在现代化建设中一直扮演着重要的角色，而且越来越重要。现在，如何提高相位测量的准确度、精度成为新的课题，和追逐的焦点。伴随着数字时代的到来，也给测量技术带来了新的机遇，各种传统的测量方法逐渐被数字仪器取代，对于相位差测量，数字化也是必然趋势。
数字相位差计的设计是以单片机，和FPGA为核心来设计。设计分为四大模块：信号处理模块，测量模块，数据处理模块，显示模块。利用FPGA来实现测量主要是利用FPGA资源丰富，速度快的特点。而单片机主要是用做控制显示和数据处理，这也是利用了单片机的自身特点。能完成两信号相位差的测量及数字显示测量结果。
该设计充分发挥了FPGA和单片机的优势，做到了优势互补，取长补短，保证了测量精确度，较传统的测量有明显的提高，而且功能扩展方便。
关键词 单片机，FPGA，相位，相位差测量
目 录
摘 要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.1.1 发展现状及趋势 1
1.1.2 重大意义 2
1.2 课题简介 2
2 系统设计 3
2.1 设计要求 3
2.2 总体设计思想 3
3 整形电路设计 5
3.1 方案讨论 5
3.2相关器件介绍 6
4 电源电路设计 8
4.1电源电路设计的原因 8
4.2电源电路设计的方案选择 8
4.3自制电源电路图 9
5 数码显示电路 10
5.1 显示电路设计 10
5.1.1 设计思路 10
5.2 LED显示电路的设计 10
5.2.1 LED显示原理 10
5.2.2 LED显示器的控制原理 11
5.2.3 LED显示电路图 11
5.3 74LS164芯片介绍 12
5.3.1 74LS164引脚图 12
5.3.2 74LS164真值表 12
5.3.3 74LS164概述 12
5.3.4 数码管的编码 13
6 FPGA测量电路 14
6.1 FPGA概述 14
6.2 FPGA现场集成的设计流程 14
6.3 FPGA的测相位差原理 14
6.4 FPGA设计平台概述 16
6.4.1 硬件设计平台介绍 16
6.4.2 软件设计平台介绍 17
6.5 设计原理及实现 19
6.5.1 设计原理 19
6.6 程序中端口及引脚定义 21
7 单片机数据运算及控制电路 23
7.1 单片机概述 23
7.2 Protel 99SE的使用 26
7.3 设计思路 27
7.3.1 单片机连接电路 27
7.3.2 软件流程图 27
8 系统仿真及硬件验证 29
8.1 系统仿真 29
8.1.1系统的调试方法 29
8.1.2 系统调试的软∕硬件 29
8.1.3 系统的有关仿真 29
8.1.4 仿真分析 30
8.2系统的硬件验证 32
8.2.1单元电路的调试 32
8.2.2系统的联合调试 33
8.2.3系统的硬件调试 33
8.3数据测试 34
8.3.1数据记录 34
8.4数据分析 34
8.4.1相对误差与频率的坐标图 34
8.4.2误差原因分析 35
结 论 37
参考文献 38
附录A：FPGA引脚分布表 39
附录B：系统设计总图 40
附录C：单片机的汇编语言源程序 41
致 谢 45