数控分频器的设计.docx
课程设计论文数控分频器的设计姓 名：沈辉学 号：09325219专业：电子信息工程班 级：0932522012年11月9日数控分频器的设计摘要在数字逻辑电路设计中，分频器是一种基本电路。通常用来对某 个给定频率进行分频，以得到所需的频率。数控分频器的功能是在输 入端输入不同数据时，对输入时钟产生不同的分频比，使输出信号的 频率为输入数据的函数。数控分频器的输出信号频率为输入数据的函 数。用传统的方法设计其设计过程和电路都比较复杂且设计成果的 可修改性和可移植性都较差。基于VHDL的数控分频器设计整个过程 简单、快捷，极易修改，可移植性强。他可利用并行预置数的加法计数 器和减法计数器实现。广泛应用于电子仪器、乐器等数字电子系统中。此设计以quartusII为开发平台，用VHDL语言设计了数控分频 器，并生成原理图，完成了分频的功能并在quartusII上仿真，验证 通过。关键词：QuartusII VHDL语言数控分频器仿真一、设计目的1、学习EDA工具的基本应用；2、学习quartusII的使用；3、学习verilog设计；4、学习数控分频器的设计方法。二、设计特点1、采用VHDL硬件编程语言和模块化的设计方法，设计的可移植性好;2、能实现整数的等占空比分频；3、可以轻松实现可控分频，降低了设计的复杂性。三、设计原理数控分频器的功能就是当在输入端给定不同输入数据时，将对输入的时钟信 号有不同的分频比，数控分频器就是用计数值可并行预置的加法计数器设计完成 的，方法是将计数溢出位与预置数加载输入信号相接即可，其基本的框图如图1所示。elk'INPUT!2 VCC :FENPIN-2CLK；-QUT?UT I>aDATAC7.0；data7.0INPUT：VCC :图1分频器基本框图四、设计步骤4.1设计原理（1）创建工程，并命名位skfpq；（2）打开QuartusII,建立VHDL文件，并输入设计程序，保存;（3）启动编译；（4）建立仿真波形图；（5）仿真测试和波形分析。4.2设计程序module skfpq(clk,q,sel);input clk;input 1:0 sel;output reg q;reg q0,q1,q2,q3;always (posedge clk)begin q0<=q0;q0<=q0;endalways (posedge q0)begin q1<=q1;q1<=q1;endalways (posedge q1)begin q2<=q2;q2<=q2;endalways (posedge q2)begin q3<=q3;q3<=q3;endalways (sel)case(sel)2'b00: q<=q0;2'b01: q<=q1;2'b10: q<=q2;2'b11: q<=q3;endcaseendmodule此程序有QuartusII进行仿真测试，仿真后用RTL Viewer观测其原理图如 图2所示。图2 Viewer观测的原理框图4.3仿真结果和下载测试结果分析其仿真结果是正确无误的，其仿真结果如图3所示。图3八位分频器仿真时序图16位分频器的仿真结果如图4所示。图4十六位分频器仿真时序图五、总结和心得体会这次EDA课程设计历时一个星期，在这些日子里，可以说是苦多于甜，但是可以学的 到很多很多的东西，同时不仅可以巩固以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有 学到过的知识。通过这次设计，进一步加深了对EDA的了解，让我对它有了更加浓厚的兴趣。 特别是当每一个子模块编写调试成功时，心里特别的开心。但是在编写文件的程序时，遇到 了不少问题，特别是各元件之间的连接，以及信号的定义，总是有错误，在细心的检查下， 终于找出了错误和警告，排除困难后，程序编译就通过了，心里终于舒了一口气。在波形仿 真时，也遇到了一点困难。但是经过我的缜密的分析后，重新输入clock和D的值，最后成 功了。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够 的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务， 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困 难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自 己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。总的来说，这次设计的数控分频器还是比较成功的，在设计中遇到了很多问题，最后在同学 的帮助下，终于游逆而解，有点小小的成就感，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值， 达到了理论与实际相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使自己对 以后的路有了更加清楚的认。六、参考文献1 王金明 数字系统设计与Verilog HDL（第四版）,北京：电子工业出版 社，2012；2 王金明，数字系统设计与VerilogHDL（第三版），北京：电子工业出版社，2009。东华理工大学课程设计评分表学生姓名： 沈辉 班级：093252 学号：09325219 课程设计题目：数控分频器的设计项目内容满分实评选题能结合所学课程知识、有一定的能力训练。符合选题要求10工作量适中，难易度合理10能力水平能熟练应用所学知识，有一定查阅文献及运用文献资料能力10理论依据充分，数据准确，公式推导正确10能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制 图等10能体现创造性思维，或有独特见解10模型正确、合理，各项技术指标符合要求。10摘要叙述简练完整，假设合理、问题分析正确、数学用语准确、 结论严谨合理；问题处理科学、条理分明、语言流畅、结构严 谨、版面清晰10论文主要部分齐全、合理，符号统一、编号齐全。格式、绘 图、表格、插图等规范准确，符合论文要求10字数不少于2000字，不超过15000字10总分100指导教师评语:指导教师签名:
