毕业论文之32位高速计数器的设计

高速32位浮点乘法器设计的开题报告一、选题依据随着科技的快速发展，计算机在越来越多的领域中发挥着关键作用。

而在计算机的运算过程中，浮点运算是非常重要的一环。

为了能够完成更加复杂的计算任务，需要设计高精度、高效率的浮点运算器。

而高速32位浮点乘法器就是其中非常重要的一种。

因此，本课题选择研究高速32位浮点乘法器的设计。

二、研究的内容本课题研究的内容包括：1. 高速32位浮点乘法器的基本功能2. 高速32位浮点乘法器的设计原理3. 高速32位浮点乘法器的关键技术和算法4. 高速32位浮点乘法器的实现方式5. 高速32位浮点乘法器的性能评估与测试三、研究的意义高速32位浮点乘法器作为现代计算机系统的重要组成部分，其性能的高低直接影响到计算机的整体性能。

因此，研究高速32位浮点乘法器的设计，对于提升计算机的性能具有重要的意义和价值。

同时，在本课题的研究过程中，还可以深入了解现代计算机系统的内部原理和结构，具有很高的教育和研究价值。

四、研究的难点和解决方案在研究高速32位浮点乘法器的过程中，可能会面临以下难点：1. 设计原理的复杂性。

高速32位浮点乘法器的设计原理比较复杂，需要涉及到大量的数学知识。

为了解决这个问题，可以深入学习数学知识，并利用各种工具辅助分析设计。

2. 算法的高效性。

在设计高速32位浮点乘法器时，需要考虑到算法的高效性。

因此，研究合适的算法是非常重要的。

对于算法的研究，可以参考各种文献和优秀的实践经验。

3. 实现方式的可靠性。

在实现高速32位浮点乘法器时，需要考虑到实现方式的可靠性和稳定性。

为了解决这个问题，可以采用多种方案进行比较和测试，确保实现方式的可靠性。

五、预期成果本课题的预期成果包括：1. 高速32位浮点乘法器设计的详细说明和实现方式。

2. 高速32位浮点乘法器的性能评估和测试结果。

3. 研究过程中遇到的问题和解决方案的总结。

六、研究方法本课题的研究方法主要包括：1. 文献调研。

等精度数字频率计的设计设计说明内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：等精度数字频率计的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日等精度数字频率计的设计摘要本设计课题为基于FPGA和单片机的等精度数字频率计的设计。

在本设计中，采用先进的自上而下的设计方法，以AT89C52单片机作为系统的主控部件，实现整个电路的信号控制、数据运算处理等功能；一片现场可编程逻辑器件FPGA（Filed Programmable Gate Array）芯片FLEX EPF10K20RC208-4完成各种时序逻辑控制、计数功能。

32位微型计算机原理与接口技术实验指导下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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32位不恢复替代算法除法器设计摘要CPU的核心功能之一是实现基本算术运算。

在四则基本运算中，除法在技术实现上具有较高的复杂性，所以硬件除法器的设计一般会成为CPU设计中的重点与难点。

对于嵌入式CPU来说，其设计目标更加关心成本的降低，使得其算术运算单元在性能设计指标上需要有较大的灵活性，从而使硬件占用较小的面积。

本文根据不恢复替代算法，实现了32位不恢复替代算法除法器。

本文首先介绍了除法器在CPU设计中的地位、设计所面临的挑战。

然后简单说明了Digit Recurrence算法基本理论和除法器的基本算法，即：恢复迭代算法及其电路、不恢复迭代算法及其电路、基数-4SRT算法、Newton-Raphson除法算法。

然后用半定制方法对32不恢复替代算法除法器器进行了设计和分析。

最后进行了硬件电路的综合。

综合结果表明，无论从资源占用方面还是从最高工作频率方面。

基于ALTERA Stratix II 的综合结果显示，基于掩码的数据反转的桶形移位器的最高工作频率可以达到30MHz。

关键词：除法器；不恢复替代算法；半定制设计；Verilog HDLDesign of 32-bits Not Resume AlternativeAlgorithm DividerAbstractArithmetic computation is a key function of Central Processor Unit (CPU).Among basic arithmetic operation, division is the most difficult one to implement. Therefore the design of dedicate hardware divider is usually the vital part in CPU development. Since the design of an embedded CPU is more concerned about cost reduction, its ALU design usually emphasizes on flexibility rather than performance. This orientation demands solutions that consume minimum die area.This article does not resume under an alternative method to achieve a 32-bit replacement algorithm does not restore divider. This paper introduces the divider position in the CPU design, design challenges and research significance.Then a brief description of the basic theory and algorithm Digit Recurrence divider the basic algorithm, that is: restore iterative algorithm and its circuit, not to resume iterative algorithm and its circuit, the base -4 SRT algorithm, Newton-Raphson division algorithm. Then the paper designs and analyses The Divider in the semi- custom approach.Finally, I completed to integrate the circuit hardware .The result of systhesis based on the ALTERA Stratix II indicates that the mask-based data- reversal barrel shifter can work in the 30MHz.Keywords: Divider；Not Resume Alternative Algorithm；Semi-custom Approach；Verilog HDL目录 (1) (1) (3) (6) (7) (8)2. 除法器的基本算法 (9)Recurrence算法基本理论 (9) (9)数学表述 (11)基数 (13) (13) (14) (16)SRT算法 (19)Newton-Raphson 除法算法 (23) (24) (24)硬件时序结构的优化方法 (26) (29)3. 32位不恢复替代算法除法器设计 (33)Verilog HDL (33) (34) (38)HDL的设计与验让流程 (38)综合仿真图形 (41) (43) (44) (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录 (48)外文资料翻译及原文 (54)微电子技术是随着集成电路，尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。

摘要高精度数据采集技术在工厂自动化，石油勘探和航空航天等领域发挥着巨大的作用。

与国外相比，我国数据采集技术还不够成熟，数据采集产品还处于落后地位，自主研究高精度数据采集系统对于我国该领域的发展具有重要意义。

目前市场上有种类繁多的数据采集产品，这些产品的ADC位数在8位到24位之间，采样率在几赫兹到上百兆赫兹之间。

在这些产品中，高速采集系统ADC 的位数往往达不到24位，高于24位的数据采集系统还没有成熟的产品。

本文依托实验室科研项目的需求，针对采样率在几百千赫兹，同时要求高采样精度这一细分领域，设计了一款基于32位ADC的数据采集系统。

本文主要工作如下：1、设计低噪声模拟调理电路。

采用高性能的运放芯片设计模拟电路，并尽量减少器件数量以降低噪声。

采用32位Δ-Σ型AD芯片设计了AD转换电路。

使用DC-DC隔离电源和磁耦隔离芯片，将采集板卡前端模拟地和后端数字地完全分开，降低两个地相互之间的串扰。

为了提高采集系统的同步性能，使用FPGA 设计控制电路。

2、设计基于USB协议的数据传输电路。

为了满足数据传输速率的需求，同时考虑到系统的实用性，设计基于USB 2.0总线协议的数据传输控制电路。

控制电路基于EZ-USB FX2芯片进行设计，数据传输模式选择异步Slave FIFO模式。

3、编写基于虚拟仪器开发环境LabVIEW的上位机软件。

上位机程序采用缓冲设计，解决数据产生和数据消费部分速率不对等的问题，方便程序的维护和升级。

上位机具有设置采集模式，设置采集参数，通道校准，采集数据显示和存储的功能。

4、在实验室环境下对系统进行测试。

系统测试内容包括：短路噪声测试，典型信号测试和系统通道一致性测试。

测试结果表明，系统实测指标满足设计要求，能够应用于高速高精度数据采集。

关键词：32位ADC，高精度数据采集，USB2.0，LabVIEWABSTRACTDesign of High-precision Data Acquisition System Based on 32-bit ADCHigh-precision data acquisition technology played a huge role in the fields of factory automation, oil exploration and aerospace. Compared with foreign countries, the data acquisition technology in our country is not mature enough, and the data acquisition products are still in a backward position. It is of great significance to research the high-precision data acquisition system independently for the development of this field in our country.There are many kinds of data acquisition products on the market at present, the bits of the ADC of these products are between 8 bits and 24 bits, the sampling rates are between several hertz and up to one hundred megahertz. In these products, the bits of the ADC of high speed acquisition system are usually less than 24 bits. There is no mature product in the data acquisition system which is higher than 24 bits. Based on the needs of the laboratory research project, this paper designed a kind of data acquisition system based on 32-bit ADC, and this system is aimed at the segment field which has a sampling rate of several hundreds kilohertz and requires high sampling accuracy. The main work of this paper is as follows:1. A low noise simulation circuit was designed. The analog circuit is designed by the high performance amplifier and the number of the devices is minimized to reduce the noise. The AD converter circuit is designed by the 32-bit AD chip of Δ-Σ t ype. The DC-DC isolated power supply and the digital isolators are used to separate the front analog ground and the back-end digital ground to reduce the crosstalk between the two grounds. In order to improve the synchronization performance of the acquisition board, a FPGA control circuit is designed.2. The data transmission circuit based on USB protocol is designed. In order to meet the requirement of data transmission rate and in consideration of the practicability of the system, a data transmission control circuit based on USB 2.0 bus protocol was designed. The control circuit was designed based on the EZ-USB FX2 chip, and the data transmission mode was the asynchronous Slave FIFO mode.3. Write the PC software based on the virtual instrument development environment labVIEW. The program of the PC software adopted the buffer design, which solves the unequal rate problem of data generation and data consumption, it is also convenient for the maintenance and upgrade of the program. The PC software has the function of setting acquisition mode, setting acquisition parameters, channel calibration, data display and data storage.4. The system test was carried out in the laboratory environment. The system tests include: short circuit noise test, typical signal test and system channel consistency test. The test results showed that the system meets the design requirements, and it can be applied to high-speed and high-precision data acquisition.Key words:32-bit ADC, high-precision data acquisition, USB2.0, LabVIEW目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国外研究现状 (2)1.2.2 国内研究现状 (3)1.3 本文主要研究内容 (3)第2章系统整体方案设计 (5)2.1 系统性能指标 (5)2.2 系统整体框架设计 (5)2.3 系统硬件设计 (6)2.4 系统数据传输方案设计 (7)2.5 系统上位机软件设计 (7)第3章系统硬件关键技术 (9)3.1 系统硬件总体设计 (9)3.2 低噪声模拟调理电路设计 (9)3.2.1 输入保护电路 (10)3.2.2 低噪声运放芯片选型 (11)3.2.3 输入跟随电路 (12)3.2.4 单端转差分电路 (13)3.2.5 基于抗混叠滤波器的AD驱动电路设计 (13)3.2.6 模拟电路噪声分析 (17)3.3 基于32位ADC的AD转换电路设计 (19)3.4 FPGA控制电路 (22)3.4.1 基于自顶向下理念的FPGA控制电路设计 (23)3.4.2 基于有源晶振的时钟电路设计 (23)3.4.3 基于VHDL语言的模块设计 (24)3.5 基于独立供电结构的低噪声电源设计 (31)3.6 本章小结 (33)第4章系统USB接口设计 (34)4.1 USB通信协议 (34)4.2 EZ-USB FX2单片机 (35)4.3 EZ-USB控制电路设计 (36)4.4 USB固件程序设计 (37)4.4.1 固件程序框架 (38)4.4.2 USB设备配置描述符 (40)4.4.3 USB设备请求 (41)4.4.4 USB设备重列举 (43)4.4.5 Slave FIFO固件设计 (43)4.5 基于动态链接库的USB驱动程序设计 (44)4.5.1 通用USB驱动 (44)4.5.2 LabVIEW下的USB驱动 (44)4.6 本章小结 (45)第5章系统上位机软件设计 (46)5.1 系统上位机软件结构设计 (46)5.2 系统上位机软件程序设计 (47)5.2.1 基于生产消费模式的数据缓存设计 (48)5.2.2 数据预处理 (49)5.2.3 数据的显示与存储 (49)5.3 系统上位机软件界面设计 (50)5.4 本章小结 (51)第6章系统测试 (52)6.1 系统噪声测试 (52)6.2 典型信号测试 (53)6.2.1 正弦波信号测试 (53)6.2.2 三角波信号测试 (54)6.2.3 方波信号测试 (55)6.2.4 测试结果误差分析 (56)6.3 通道一致性测试 (57)6.4 系统性能指标 (59)6.5 本章小结 (60)第7章全文总结 (61)7.1 主要研究工作 (61)7.2 进一步研究建议 (62)参考文献 (63)作者简介及科研成果 (66)致谢 (67)第1章绪论1.1 研究背景及意义数据采集技术在信息采集、自动控制等领域有着广泛的应用。

32位微型计算机接口技术及应用课程设计课程设计目的本课程设计旨在让学生了解32位微型计算机的接口技术以及应用，并通过实践操作掌握相关技能。

学生将运用所学知识，设计并实现一个基于32位微型计算机的应用程序。

课程设计内容1.基础知识概述–32位微型计算机介绍–接口技术原理–硬件配置和准备工作2.接口技术实践–GPIO口输入输出实现–串口通信数据传输实现–中断响应和处理实现3.应用程序实现–设计一个基于32位微型计算机的应用程序–程序代码编写–功能测试和调试设计要求1.学生应大致了解32位微型计算机的基本知识。

2.学生应理解接口技术的基本原理及应用。

3.学生应能熟练操作32位微型计算机的GPIO口和串口。

4.学生应学会中断响应和处理的实现。

5.学生应通过实践编写并测试一个完整的应用程序。

课程设计流程第一阶段：基础知识概述第一阶段主要讲解下列内容：1.32位微型计算机介绍；2.接口技术原理；3.硬件配置和准备工作。

理论上，在了解完这些知识之后，学生应能搭建32位微型计算机的开发环境。

第二阶段：接口技术实践第二阶段主要讲解下列内容：1.GPIO口输入输出实现；2.串口通信数据传输实现；3.中断响应和处理实现。

学生将使用学到的知识，设计并实现一个基于32位微型计算机的应用程序，从而深入理解接口技术的实际应用。

第三阶段：应用程序实现第三阶段是课程设计的高潮，要求学生提交一个完整的应用程序。

1.设计一个基于32位微型计算机的应用程序；2.编写程序代码；3.功能测试和调试。

学生可以自由发挥，并选择自己感兴趣的应用并进行实现。

课程设计实验环境1.开发板：32位微型计算机；2.软件开发环境：Keil MDK；3.硬件设备：LED灯、按键、电位器等。

课程设计评估1.端口技术原理课堂练习：20%；2.实践操作测试：40%；3.个人应用程序演示：40%。

总结该课程设计旨在让学生从理论和实践两个角度了解32位微型计算机的接口技术和应用，并将其融合到实际应用程序中。

32位微处理器的实现与可靠性设计研究的开题报告
一、选题背景及意义
随着信息技术的迅猛发展，微处理器已成为信息处理领域的重要组
成部分。

其在计算机、通信、控制等领域的应用越来越广泛。

而32位微处理器作为现代微处理器的一种，其性能和功能都比16位微处理器更强大。

因此，研究32位微处理器的实现与可靠性设计成为目前计算机和电子工程领域的热点和难点之一。

本论文旨在研究32位微处理器的实现和可靠性设计，为其应用提供理论和实践支持。

二、研究内容
1.32位微处理器的基础知识，包括数据通路、指令执行流程、存储
器结构、总线控制等基本概念和原理。

2.32位微处理器的实现设计，包括较为详细的硬件设计方案、接口
设计、指令系统设计、寄存器设计等。

并对设计方案进行仿真和验证，
确保设计方案的正确性。

3.32位微处理器的可靠性设计，包括各种常见硬件故障的处理与修复、容错机制设计、异常处理设计等。

通过实验验证设计方案的可靠性，保证其在实际应用中的正确性。

三、研究方法与预期成果
本论文采用理论研究与实验验证相结合的方法，论文的预期成果包括：
1.32位微处理器的详细设计方案和仿真验证结果。

2.32位微处理器的可靠性设计方案和实验验证结果。

3.国内外相关领域当前的研究现状和发展趋势。

四、预期贡献
本文的研究成果对该领域内的研究人员具有较为重要的参考意义，尤其是对于微处理器的实现设计和可靠性设计的进一步研究具有一定的引导作用。

同时，本论文还为这一领域的工程实践提供了理论和实验支持，提高了其应用水平，为相关领域的发展做出贡献。

32位先行进位加法器的设计1、功能概述：先行进位加法器是对普通的全加器进行改良而设计成的并行加法器，主要是针对普通全加器串联时互相进位产生的延迟进行了改良。

超前进位加法器是通过增加了一个不是十分复杂的逻辑电路来做到这点的。

设二进制加法器第i位为A i，B i，输出为S i，进位输入为C i，进位输出为C i+1，则有：S i=A i⊕B i⊕C i （1-1）C i+1 =A i * B i+ A i *C i+ B i*C i =A i * B i+（A i+B i）* C i（1-2）令G i = A i * B i , P i = A i+B i，则C i+1= G i+ P i *C i当A i和B i都为1时，G i = 1，产生进位C i+1 = 1当A i和B i有一个为1时，P i = 1，传递进位C i+1= C i因此G i定义为进位产生信号，P i定义为进位传递信号。

G i的优先级比P i高，也就是说：当G i = 1时（当然此时也有P i = 1），无条件产生进位，而不管C i是多少；当G i=0而P i=1时，进位输出为C i，跟C i之前的逻辑有关。

下面推导4位超前进位加法器。

设4位加数和被加数为A和B，进位输入为C in，进位输出为C out,对于第i位的进位产生G i = A i·B i ,进位传递P i=A i+B i , i=0,1,2,3。

于是这各级进位输出，递归的展开Ci，有：C0 = C inC1=G0 + P0·C0C2=G1 + P1·C1 = G1 + P1·G0 + P1·P0▪C0C3=G2 + P2·C2 = G2 + P2·G1 + P2·P1·G0 + P2·P1·P0·C0C4=G3 + P3·C3 = G3 + P3·G2 + P3·P2·G1 + P3·P2·P1·G0 + P3·P2·P1·P0·C0 （1-3）C out=C4由此可以看出，各级的进位彼此独立产生，只与输入数据Ai、Bi和Cin有关，将各级间的进位级联传播给去掉了，因此减小了进位产生的延迟。

集成电路设计与开发ｎ墨ｉ乒ｍｄＤ目幛ｌ叩ｍ∞ＩｏｆＩｃ３２位高速浮点乘法器优化设计周德金１，孙锋２，于宗光２（１．江南大学信息工程学院，江苏无锡２１４０３６；２．中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡２１４０３５）摘要：设计了一种用于频率为２００ＭＨｚ的３２位浮点数字信号处理器（ＤＳＰ）中的高速乘法器。

采用修正Ｂ∞ｔｌｌ算法与ｗａ‰ｅ压缩树结合结构完成Ｃａｒｒｙｓｕｍ形式的部分积压缩，再由超前进位加法器求得乘积。

对乘法器中的４．２压缩器进行了优化设计，压缩单元完成部分积压缩的时间仅为１．４７曲，乘法器延迟时间为３．５哪。

关键词：浮点乘法器；Ｂｏｏｔｌｌ编码；４．２压缩器；超前进位加法器中图分类号：ＴＮ３３２．２２文献标识码：Ａ文章编号：１００３．３５３ｘ（２００ｒ７）１０Ｊ００００．０４Ｄｅｓ咖ｏｆａ３２．ｂｉｔＩＩｉｇｈ－Ｓｐｅｅｄｎｏａ铀ｇ－ＰｏｉＩｌｔＭｕｌｔｉｐｌｉｅｒｚＨｏｕＤｅ．ｊｉｎｌ，ｓｕＮＦｅｎ９２，Ｙｕｚ叽分ｇｕａ孑（１．删钿ｍ砌ｎＥ喈打姗｛嗜，瑚ｔ豇ｌ如，ＳＤ砒册毙ｒｌｇ娩‰妙，阢硝２ｌ加３６，嘶ｕ；２．７７ｌｅ５８山脑凹旆触出地，凹粥，‰ｉ２１４０３５，Ｃ越眦）Ａｂｓ仃ａｃｔ：Ａｌｌｉｇ｝Ｉ－ｓｐｅｅｄｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｉｎ２００ＭＨｚ３２ｂｉｔｎｏａｔｉｎｇ—ｐｏｉｎｔＤＳＰ啪８ｐ陀鸵ｎｔｅｄ．Ｍ０ｄ正ｅｄｂ∞ｔｌｌａｌｇｏｒｉｔｌｌｍ如ｄｔｌｌｅＷａｌｌａｃｅｔｒ∞ｗｅｍ岫ｅｄｔｏ剐ｕｃｅｔｌｌｅｃ盯ｒｙｓ盯ｅｐａＩｔｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｔｏ蛐ｍａｔｌｄｃ邺ｒ、ｎｅｃｔ０坞，ａｃａ玎ｙｌｏｏｋ－ａｌｌｅａｄａｄｄ盯ｗ∞ｄ鹤ｉｇｎｅｄｔｏｃｏｎ、ｒｅｒｔｔｌＩｅ８岫“ｃ缸ｒｙｖｅ＝ｃｔｏ糟ｔｏｆｉｎａｌｆｏｍ蚍．Ｔｈｅｏｐｅ珀ｔｉｒ唔ｃｙｃｌｅｔｉｎ抡ｏｆｔｌｌｅｃｏⅡｌｐｒｅ鹪ｉｏｎｕＩｌｉｔｉ８１．４７ｎ８ｂｙ叩ｔｉＩＩＩｉ五ｎｇｔｈｅ４—２ｃｏⅡ甲ｒ嘲晦。

32位计数器1、实验目的熟悉ISE系列软件的设计流程和基本工具使用。

2、实验内容（1）创建ISE工程。

（2）VHDL语言设计输入。

（3）完成简单的设计约束，设计综合和设计实现，并生成下载配置文件。

（4）在Spartan 3E开发板上实现32位计数器的计数的显示。

3、实验器材Spartan 3E开发板。

4、实验说明实验中所需要的源文件在本报告附录中。

5、实验步骤步骤1：创建ISE工程（1）启动桌面上的ISE9.1图标，在Project Navigator中选择File→New Project。

（2）在弹出的对话框（见图1）中，设置工程名为count32，工程存放路径为E:\work\，顶层模块类型选择HDL，并单击Next按钮。

图1 ISE工程属性对话框（3）出现图2所示对话框，目标器件选择spartan3E,具体设计如下图图2 ISE工程属性对话框（4）一直点击Next，直到出现图3（即是刚才所设定的），最后点击Finish。

图3 工程设计总表出现图4，这就是所建立的工程，现在我们需要在里面完成我们的设计。

图4 ISE工程属性对话框步骤2：创建新的VHDL设计文件（1）在ISE用户界面中，选择Project→New Source。

（2）在弹出的对话框（见图5）中，选择VHDL Module作为源程序类型，设置文件名为count32，并单击“下一步”按钮。

图5 VHDL的New Source Wizard（3）点击Next，直到出现图6，直到Finish。

图6 程序总结（4）点击Finish之后出现程序编辑窗口，在窗口中进行程序编辑。

输入32位计数器程序并保存（程序见附录），编辑窗口如图7。

图7 保存后的程序编辑窗口步骤3：利用XST进行设计综合并仿真（1）点击processes目录下的synthesize-XST可以实现综合。

单击synthesize-XST左边的可以展开它。

综合后可以点击生成相应的文件并观察。

毕业论文：机电一体化毕业论文机电一体化技术摘要生产技术和生产力的高速发展，要求现代化企业必须有更高的生产效率，更高的自动化程度及其安全可靠性。

机械手可以实现多工步的自动换装，使用可靠安全，通过程序更换就可以实现功能升级。

机械手在扩大生产范围，缩短新产品的试制周期，加速产品的更新换代，降低成本和减轻工人劳动强度起到重要作用。

由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在眉睫。

单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。

其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。

在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。

目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。

把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。

但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。

因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。

关键词：工业自动化; 机械化; FMS; FMC; 机械手研究开发•I•目录摘要.......................................................................................................一、机械手发展经历及主要构成............................................................... （一）发展历史......................................................................................... （二）构成部分......................................................................................... （三）机械手分类..................................................................................... （四）多关节机械手的优势..................................................................... （五）机械手发展大事记.........................................................................二、西门子公司及S7-200主要参数功能介绍........................................... （一）适用范围......................................................................................... （二）模拟电位器..................................................................................... （三）脉冲输出......................................................................................... （四）电池模块......................................................................................... （五）各型号的优点.................................................................................三、机械手设计要求及功能......................................................................... （一）控制要求....................................................................................... （二）机械手运行方式...........................................................................1. 调整工作方式...................................................................................2. 连续工作方式...................................................................................3. 单周工作方式...................................................................................4. 步进工作方式................................................................................... （三）程序设计要点................................................................................. （四）程序结构框图.................................................................................四、基于S7-200的机械手PLC控制程序...................................................五、分析该设计优缺点................................................................................. 致谢................................................................................................................. 参考资料.........................................................................................................机械手控制一、机械手发展经历及主要构成机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

新编16/32位微型计算机原理及应用教学设计背景介绍近年来，微型计算机越来越普及，从最开始的8位机到现在的32位甚至更高，微型计算机已经成为推动社会发展的重要因素之一。

如何将微型计算机的原理及应用知识传授给学生，成为了一个重要的教育问题。

现在，随着微型计算机的不断发展，16/32位微型计算机已经成为市场主流。

因此，我们需要针对16/32位微型计算机的原理及应用进行教学，让学生能够掌握现代计算机技术，为他们将来的工作打下坚实的基础。

教学目标1.掌握16/32位微型计算机的组成原理及结构。

2.熟悉16/32位微型计算机的常用软件及硬件接口。

3.学会使用汇编语言编写程序及进行调试。

教学内容及方法第一节：16/32位微型计算机架构1.讲解计算机的基础知识，包括计算机的组成部分、运行原理等。

2.介绍16/32位微型计算机的结构框图，包括CPU、存储器、硬盘、电源等组成部分。

3.讲解CPU的内部结构，包括运算器、控制器、寄存器等，让学生了解CPU的基本功能与实现方式。

•方法：课堂讲解结合示意图展示、板书演示。

第二节：微型计算机中的常用软件及硬件接口1.介绍常用的操作系统，如Windows、Linux等，以及如何进行软件安装与配置。

2.介绍微型计算机的硬件接口，包括USB、HDMI、RJ45等，让学生了解各种硬件接口的作用和工作原理。

•方法：介绍时结合演示，采用实物演示或软件模拟的方式进行展示与操作。

第三节：汇编语言程序编写与调试1.熟悉汇编语言的基本语法、指令和数据表示方法。

2.通过实例讲解如何编写基本的汇编语言程序，如加减乘除、输入输出等。

3.讲解程序调试的常用方法和工具，如Debug、GDB等调试器。

•方法：讲解时结合板书演示、实例演示，采用演示问答形式进行互动。

实践环节1.分组进行微型计算机的组装与调试。

2.进行汇编语言程序 designing、编写和调试，让学生了解实际应用的操作方法，巩固所学知识。

32位微型计算机原理接口技术及其应用第2版课程设计课程设计要求本课程设计要求学生利用所学知识，设计一套针对32位微型计算机的原理接口技术，并进行应用。

具体要求如下：1.设计一套适用于32位微型计算机的接口技术，包括硬件及程序设计，能够在多种情况下稳定运行。

2.实现至少三个外围设备与32位微型计算机的接口，如键盘、鼠标、显示器等，要求能够正确传输数据并实现相关功能，如输入、输出等。

3.设计一个简单的应用程序，利用所设计的接口技术与外围设备进行交互，实现相关功能，如文字输入、图形显示等。

4.撰写设计报告，详细介绍所设计的接口技术及其实现，包括硬件及程序设计，以及应用程序的实现及运行结果。

接口技术设计硬件设计为实现32位微型计算机与外围设备的数据传输，本设计中采用基于串口的接口技术。

在硬件设计方面，需要设计一个串口电路，将计算机与外围设备连接起来。

电路中需要包括串口芯片、电阻、电容等元器件。

具体电路设计TODO: 插入电路图程序设计在程序设计方面，本设计中采用C语言进行编程，编写针对不同外围设备的驱动程序，并使用串口通讯进行数据传输。

具体程序设计如下：TODO: 插入代码样例外围设备接口设计本设计中需要实现至少三个外围设备的接口，包括键盘、鼠标和显示器。

键盘接口设计键盘是输入设备中最常用的一种，本设计中采用PS/2接口实现键盘与计算机的连接。

在程序设计方面，需要编写一个PS/2键盘驱动程序，实现键盘输入数据的读取和处理。

鼠标接口设计鼠标是另一种常用的输入设备，本设计中同样采用PS/2接口实现鼠标与计算机的连接。

在程序设计方面，需要编写一个PS/2鼠标驱动程序，实现鼠标输入数据的读取和处理。

显示器接口设计显示器是一种输出设备，本设计中采用VGA接口实现显示器与计算机的连接。

在程序设计方面，需要编写一个VGA驱动程序，实现图形输出的显示和更新。

应用程序设计在硬件和程序方面的设计完成之后，需要编写一个应用程序进行测试。

文章编号:1673 6338(2007)05 0346 03基于89C55WD 单片机的32位高精度计时器党力明1,何峰2,段琳琳1,陈楚湘1(1.信息工程大学理学院,河南郑州 450001;2.信息工程大学测绘学院,河南郑州 450052)摘要:针对实际测试工作的需要,为了精确测量连续脉冲信号的间隔时间,提出了一种利用两个32位计时器进行连续脉冲间隔时间的测量方法。

这两个32位计时器是由89C55W D 单片机内部的两个16位定时器/计数器扩展而成的。

首先,将输入的信号经过高速光耦合器和采样电路处理;然后,89C55W D 在中断方式下利用两个32位计时器交替对连续脉冲信号的间隔时间进行测量。

通过合理分配中断资源,保证了装置工作的可靠性。

该装置结构简单,频率范围广,并且达到了较高的精度,经过实际测量完全可以满足要求。

关 键 词:计时器;时间测量;单片机;光耦合器;中断源中图分类号:TM 935.15 文献标识码:A32 B it H igh Precision Ti m er Based on the 89C55WD Single ChipDANG Li m ing 1,HE Feng 2,DUAN L i n lin 1,C H EN Chu x iang1(1.Institute of S cience ,Informati on Eng i neering Un i ver sit y,Zhengzhou 450001,China ;2.Instit u te of Surveying and M app ing ,Informati on Eng i neering Un i vers it y,Zhengzhou 450052,China )Abstrac t :A ccordi ng to the operati onal need of da il y survey wo rks ,in o rder to prec i s i on m easuri ng se riate pulse ti m einterva ,l t h is resea rch paper i ntroduced a measur i ng m ethod of seriate pulse ti m e i n terva l tha t u tilizes t wo 32 bit ti m e rs ,t hese t w o 32 bit ti m ers were extend i ng of t wo 16 b it ti m er /coun ters w ith i n the 89C55W D s i ng le ch i p struct u re .F irst the input si gnal processed by the h i gh speed optocoup ler and t he sa m ple circu it ,then 89C55W D usi ng t wo 32 b it ti m ers s u rveyed ti m e interva l of t he se riate pulse in i n terrupt m ode .T hrough t he rationa l d i str i bution i nterrupt re sources ,it guaran teed the re li ability of t he dev i ce .T h i s dev ice structure was si m p le ,the frequency range was broad ,and it achieved t he high precisi on ,it satisfied t he entire request afte r the actua l s urvey .K ey word s :ti m e r ;ti m e measure m ent ;si ng le chi p ;optocoup l er ;i nterrupt source在一个全站仪动态测试装置中,要利用光电传感器测定移动目标循环转动每次经过检测点的准确时间差。

32位增减计数器工作过程
32位增减计数器C200～C234的的设定值为–2 147 483 648～+2 147 483 647，
共有35点32位加/减计数器，其中C200～C219（共20点）为通用型，C220～C234（共15点）为断电保持型。

与16位增计数器除位数不同外，增减计数器（又称为双向计数器）有加计数和减计数两种工作方式。

32位指其设定值寄存器为32位，由于是双向计数，首位设为符号位。

最大值为32为二进制所能表示的十进制数。

为–2 147 483 648～+2 147 483 647。

计数原理：C200～C234是增计数还是减计数，分别由特别帮助继电器M8200～M8234设定。

对应的特别帮助继电器被置为ON时为减计数，置为OFF时为增计数。

图32位增减计数器工作过程
如图所示，X10用来掌握M8200，X10闭合时为减计数方式。

X12为计数输入，C200的设定值为5（可正、可负）。

设C200置为增计数方式（M8200为OFF），当X12计数输入累加由5增加为6时，计数器触点为ON。

当前值大于5时计数器仍为ON 状态。

只有当前值由5削减为4时，计数器才变为OFF。

只要当前值小于4，则输出则保持为OFF状态。

复位输入X11接通时，计数器的当前值为0，输出触点也随之复位。