基于NIOSII的电流表电压表设计.doc

SOPC技术论文 论文题目：基于NIOSII的电流 电压表设计 目录 摘要 I Abstract II 引言 1 1 系统设计原理 2 2 Quartus II、Nios II等设计工具的使用及功能简介 2 2.1 Quartus II 简介 2 2．2 Nios II软核处理器简介 3 2.3 SOPC Builder 开发工具 6 3 硬件系统设计 9 3.1 硬件系统的配置 9 3.1.1 概述 9 3.1.2 Nios_II处理器，SPI串口的配置过程 10 3.2 AD7822 19 3.2.1 AD7822的介绍 19 3.2.2 AD7822接口的设计 20 3.3 调理电路的设计 20 3.3.1 电压信号衰减电路 20 3.3.2 电流转换电压电路 21 3.4 数据显示 22 3.4.1 LED数码管介绍 22 3.4.2 显示电路 22 4软件系统设计 23 4.1 概述 23 4.2 A/D采样模块 23 4.2.1数据采集控制逻辑 23 4.2.2 AD7822接口代码 24 4.2.3 数据处理单元 24 4.2.4 仿真结果 24 4.3 数码管驱动模块 25 4.4 系统软件流程图 25 结论 27 参考文献 28 摘要 传统的数字电压、电流表设计通常以大规模ASIC为核心器件，并辅以少量中规模集成电路及显示器件构成。ASIC完成从模拟量的输入到数字量的输出，是数字电压、电流表的心脏。这种电压、电流表的设计简单、精确度高，但是这种设计方法由于采用了ASIC器件使得它欠缺灵活性，其系统功能固定，难以更新扩展。而用微处理器控制通用A／D转换器件的数字电压、电流表设计的灵活性将有明显的提高，系统功能的扩展也会变得简单。 本设计采用Nios II处理器等FPGA芯片设计实现数字电压、电流表。整个设计采用C语言程序和Verilog语言，由AD7822A／D转换芯片、SPI串行接口、Nios II处理器和数码管组成。在Quartus II软件下配置Nios II处理器、SPI串行接口并进行软件编程实现正确的工作时序后，将编译结果下载到FPGA芯片上完成整个设计。 关键字：Nios II，数字电压、电流表，FPGA，Verilog，Quartus II Abstract The traditional digital voltage/ammeter in large-scale ASIC design usually for the core device, supplemented by small scale integrated circuit and display of components. Finish the ASIC from analog to digital input, output voltage, the ammeter is digital heart. This voltage, the design is simple, high precision, but this kind of design method with the ASIC device makes it, its lack of flexibility to update, system function. But with microprocessor control general A/D conversion device of digital voltage/ammeter design flexibility will significantly improve, system function expansion will also become simple. This design uses the Nios II processor chip design as the FPGA digital voltage, ammeter. The whole design using C language program and Verilog language, by AD7822A/D, SPI serial interface, Nios II processor and digital pipe. In Quartus II software configuration Nios II processor, under the serial interface and software SPI programming work timing right after the download to compile the FPGA design of complete the chip