МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ (№44)

КУРСОВАЯ РАБОТА ЗАЩИЩЕНА С ОЦЕНКОЙ __________________________

РУКОВОДИТЕЛЬ

ст.преп., к.т.н.				Востриков А.А
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Проектирование Генератора прямоугольных импульсов с изменяемой частотой в среде Altera Quartus II

по дисциплине: Проектирование систем обработки и передачи информации

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР.	4043КФ				Савенко В.Р.
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург 2014

Содержание

1. Общая постановка задачи и техническое задание 3

1.1 Общая постановка задачи 3

1.2 Техническое задание на разработку 3

2. Разработка схемы цифрового узла и моделирование его работы в среде Quartus 5

3. Разработка цифрового узла на языке Verilog HDL и моделирование его работы в среде Quartus 6

4. Обоснование выбора варианта реализации цифрового узла для программирования PLD 9

5. Описание распределения портов цифрового узла по выводам микросхемы PLD на макетной плате 9

1. Общая постановка задачи и техническое задание

1.1 Общая постановка задачи

Необходимо разработать частотомер с цифровым двухпозиционным индикатором.

В процессе выполнения работы необходимо проделать следующее:

1. Разработать схему цифрового узла и промоделировать его работу в среде QuartusII;

2. Разработать цифровой узел на языке VerilogHDL и промоделировать его работу в среде QuartusII;

3. Обосновать выбор варианта реализации цифрового узла для программирования PLD;

4. Описать распределения портов цифрового узла по выводам микросхемы PLD на макетной плате;

5. Описать внесенные изменения в схему в процессе отладки на макетной плате.

1.2 Техническое задание на разработку

Частотомер с цифровым двухпозиционным индикатором.

1. Назначение и область применения.

   1. Частотомер предназначен для подсчёта количества импульсов.

   2. Частотомеры применяются в вычислительной технике, радиотехнике и в системах автоматического управления.

2. Состав.

2.1. Модуль ПЛИС Altera MAX700S – 1шт.;

2.2 Семисигментный индикатор – 2шт.;

2.3 Технический паспорт – 1шт.;

2.4 Руководство пользователя – 1шт.;

2.5 Штатная упаковка – 1шт.

2.7 Кнопка 2шт.

3. Тактико-технические требования.

   1. В режиме эксплуатации частотомер должен обеспечивать:

- подсчёт прямоугольных импульсов;

- вывод измеряемой частоты на семисигментный индикатор;

1. Питание модуля частотомера должно осуществляться от внешнего источника питания 4,5-5,5 В.

2. Ток, потребляемый модулем в режиме эксплуатации, не более 120мА.

1. Условия эксплуатации и хранения.

   1. Модуль частотомера должен сохранять работоспособность при следующем воздействии окружающей среды:

- температура окружающей среды от -20 до 50⁰С;

- влажность воздуха до 80%;

- атмосферное давление от 80 до 100кПа.

1. Модуль счетчика должен сохранять работоспособность при следующем механическом воздействии: 5g.

2. Конструкция модуля должна предусматривать его использование в запыленный и пожароопасных помещениях.

1. Требования к надежности.

   1. Время работы до отказа не менее 4-х лет.

   2. Не менее 40000 часов непрерывной работы до отказа.

2. Технико-экономические требования.

   1. Стоимость модуля счетчика при поставке партии в 1000 штук не должна превышать 500 рублей.

3. Требования к транспортабельности и упаковке.

   1. Транспортировка упакованного изделия может производиться наземным и воздушным видом транспорта.

   2. После транспортирования, изделие должно быть выдержано не менее 12 часов в условиях хранения перед эксплуатацией.

2. Разработка схемы цифрового узла и моделирование его работы в среде Quartus

Для описания цифрового узла в виде схемы в среде Quartusнеобходимо создать файл, описывающий устройство. Это Design File. И выбрать рисование схемы Block Diagram\Schematic File.

В поле графического редактора схем нажимаем правую кнопку мыши и в выпадающем меню выбираем пункты Insert\Symbol – вставить элемент. После добавления всех необходимых элементов, соединяем их проводами.

Разработанная схема частотомера показана на рисунке 1.

Рисунок 2.1-Блок-диаграмма

После создания схемы нужно откомпилировать проект, выбрав пункты меню Processing\StartCompilation. Если в процессе компиляции не выявились ошибки, то можно начать симуляцию.Для запуска симулятора, необходимо вначале создать файл симуляции, для этого нажимаем File\new выбираем Vector Waveform File и жмем OK. Затем производится запуск симуляции из пункта меню Processing\Start Simulation. Результат симуляции показан на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2- Временная диаграмма симуляции работы модуля

Входы: Sbros – сброс счётчика,

Clk – задаётся чистота.

Izm_f задаётся чистота с которая будет служить диапазоном подсчёта.

Выход: Out_put– Выход на семисигментные индикаторы.