【3】刘载文、彭莉萍、张远峰.电梯实时远程计算机监控网络与故障诊断专家系统.电气传动，1998

　　【4】王永华.现代电气控制及可编程控制技术[M].北京航空航天出版社，20xx

　　【6】郭肖永.浅谈PLC安全性[J].化工自动化及仪表，1998

　　【9】张靖武.单片机系统的PROTEUS设计与仿真.北京：电子工业出版社，20xx

　　【10】马忠梅.单片机的C语言应用程序设计.北京：北京航空航天大学出版社，20xx年

　　【11】岳庆来.电梯现代智能控制技术.北京:机械工业出版社,20xx

　　【13】RichardC.Dorf.ModernControlSystems.北京：科学出版社，20xx年

电气开题报告 篇2

　　题目：基于FPGA的数字直流电压表的设计

　　文献综述

　　随着电子技术的发展，当前数字电子系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的ASIC设计技术[1]。而数字电压表作为数字电子系统的核心与基础，其设计与开发，已经有多种的类型和款式。其中以单片机为基础的数字电压表设计和可编程逻辑器件为基础的数字电压表设计为典型，这两种类型的数字电压表各有特点，但是都是要经过AD数模转换器将模拟信号转换成数字信号直接显示在LED上[2]。

　　一、方案比较

　　基于单片机的数字电压表的实现，依靠的是硬件电路，并通过软件程序的控制，最后对输入模拟信号进行A∕D转换，数据处理，驱动数码管显示被测电压。它的设计包括硬件电路的设计、软件设计两个部分，主要依靠软件来实现功能[3]。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、受到了很大的欢迎，可它的不足之处就在于设计繁琐，资源利用率不高，集成化程度不够高等的方面[4]。

　　基于可编程逻辑器件的数字电压表整个系统可分为三大部分：AD控制模块，BCD码转换模块以及扫描显示模块。其测量精度高、灵活性和可扩展性好[5]。可编程逻辑器件主要包括FPGA和CPLD。FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)基本结构包括可编程的CLB(Configurable Logic Block，可配置逻辑块)阵列组成、可编程的I∕O模块与负责CLB之间传输信号的可编程连接点。CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)包括逻辑阵列块、I∕O控制块、可编程连接阵列。FPGA与CPLD虽然结构截然不同，但都可以用于复杂的逻辑电路，可使用相同的工具和硬件描述语言(如VHDL，Verilog HDL等)开发设计[6]。但是，两者仍有些不同之处，例如两者的内部布线方式不同。FPGA属于“分段式布线”，布线距离较远，经由垂直信道与水平信道的可编程交叉接点构成接点网，逻辑使用率高，但会使内部延迟时间不固定。CPLD属于“连续式布线”，使用PIA连接阵列以编程逻辑块之间的连接，延迟时间固定。 在设计中，FPGA比CPLD更有灵活性，CPLD的设计是修改内部固定连接电路的逻辑功能，设计对象是“逻辑块”，而FPGA则是改变内部连接的布线，设计对象是“逻辑门”。因为流程的不同，通常FPGA的集成度较高，具有更复杂的布线结构。两者之间主要的区别在于以下方面：

　　①时间延滞方面：FPGA无法预先预测，依设计不同而有所不同;CPLD速度较快，整个芯片的时间延迟可以预先决定。

　　②密集度方面：FPGA较CPLD高。

　　③功耗方面：FPGA的每个逻辑门较CPLD平均功率消耗低

　　④FPGA可重复编程逻辑块，而CPLD不能。

　　正是由于可编程逻辑器件FPGA和CPLD之间的区别之处，才造成基于FPGA的数字电压表比基于CPLD的数字电压表更具优势，更有利于数字电压表向小型化、高密度、低损耗的方向发展[7]。

　　基于FPGA的数字直流电压表应用VHDL语言设计实现数字电压表功能[8]。VHDL是硬件描述语言的一种，是IEEE公布的工业标准，对同一事物可以有多种描述方法，对于数字集成电路而言，常见的方法有图形描述和语言描述2种。而硬件描述语言具有抽象层次高、更为简洁的优点，更适合于描述大型电路。为此需要介绍下VHDL语言的某些特殊之处。

　　(1)、设计技术齐全、方法灵活、支持广泛[9]