基于FPGA的简易数字电压表的设计开题报告

1. 研究目的与意义

利用FPGA与模数转换器ADC0804设计一个数字电压表，能够测量0～5V之间的直流电压，用三个数码管显示被测电压，要求精确到小数点后两位数字。传统的数字电压表通常由大规模ASIC（专用集成电路）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完成从模拟量输入到数字量的输出，是数字表的心脏。这种设计方法简单、精度高，但是欠缺灵活性，其系统功能固定，难以更新扩展。后来发展的用微处理器(单片机)控制通用A/D转换器的数字电压表的设计的灵活性显著提高，系统功能扩展简单，但是由于微处理器的引脚数量有限，其控制转换速度和灵活性还不能满足日益发展的电子工业的需求。而EDA（电子设计自动化）技术及FPGA（现场可编程门阵列），其集成程度高、速度快、性能十分可靠。

2. 国内外研究现状分析

数字电压表以其高准确度、高可靠性、高分辨力、高性价比等优良特性倍受人们的青睐。

数字电压表作为数字化仪表的基础和核心，已被广泛用于电子和电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。

数字电压表出现在50年代初，60年代末发起来的电压测量仪表，简称dvm，它采用的是数字化测量技术，把连续的模拟量，也就是连续的电压值转变为不连续的数字量，再通过显示器件显示。

3. 研究的基本内容与计划

本设计要求设计基于fpga与adc0804的数字电压表，能够测量0～5v直流电压，并用数码管进行显示。

设计包含三部分：电压采样端口的模数转换单元、数据处理单元以及电压值显示单元。

本设计利用adc0804模数转换器，fpga作为数据处理的核心单元，用led数码管进行电压显示。

4. 研究创新点

本课题采用A/D转换器ADC0804对模拟电压采样，以一片高性能FPGA芯片为控制核心，以软件实现诸多硬件功能，对电压信号的转换结果进行准确实时的运算处理并送出显示。