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基于FPGA的MCU设计毕业设计

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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 注 意 事 项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格

建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格

评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日

1 引言 1．1 MCU的发展及应用 MCU（Micro Controller Unit）中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，顾名思义就是把全部的计算机系统集成到一块芯片中。微处理器MPU（Micro Processing Unit）就是微型计算机的中央处理器CPU（Central Processing Unit），MCU一般以某一种MPU内核为核心芯片，它采用了超大规模机场电路技术，将中央处理器中的各功能部件集成在同一块芯片上，这也是它和其他计算机的主要区别。它的微处理器包含计算机体系结构中的运算器和控制器，是构成微型计算机的核心部件。随着超大规模集成电路技术的发展和应用，微处理器中所集成的部件越来越多，除运算器、控制器外，还有协处理器、高速缓冲储存器、接口和控制部件等。 微处理器自1970年问世以来，在短短几十年的时间里，以极快的速度发展，初期每隔二到三年就要更新一代，现在则不到一年更新一次。1976年9月INTEL公司推出了8084MCU，属于8位MCU，不带串行I/O口，片内RAM、ROM容量也不大，只适用于简单的工业控制和比较简单的数字化仪表。1980年INTEL公司推出了比8084系列功能更为优秀的8位MCU，即8051。1982年MOSTEK公司首先发布了第一个16位MCU68200。1989年MOTOROLA公司推出了准32位MCU 68300。1991年MOTOROLA公司推出了32位MCU MC6833IFC。同年，INTEL公司推出了采用RISC技术设计的16位MCU A80960KA和32位MCU 809600。1992年之后，世界上许多公司都陆续推出了采用RISC技术设计的32位MCU、64位MCU。RISC技术在MCU的设计中发展迅速并且日趋成熟。在国内，4位和8位MCU的设计技术已经成熟，16位和32位MCU也在逐步发展。 目前，MCU的发展有两种趋势：一种趋势是向高性能处理器和多位数MCU发展，另一种方向是发展性价比高的快速高效低位数MCU。能代表多位数MCU的是32位MCU，而快速高性能低位数MCU中，应用面最广、发展最快的就是8位MCU。 按照MCU的特点及性能，MCU的应用范围包括了，工业测控系统，例如构成各种不太复杂的工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等, 达到测量与控制的目的。智能仪表的开发，促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。机电一体化技术，使传统机械产品结构简化, 控制智能化。智能接口方面，在计算机控制系统, 特别是在较大型的工业测、控系统中。一般情

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毕业设计137基于单片机+CPLD体系结构的信标机设计

毕业设计137基于单片机+CPLD体系结构的信标机设计

基于单片机+CPLD体系结构的信标机设计摘要在机场的无线电通信导航设备中，信标机是一种重要的导航设备，因此对信标机的研究和设计具有十分重要的战略意义。

我撰写的论文题目是基于“单片机+CPLD体系结构的信标机设计”，此论文主要针对现在使用的信标机设计技术及元器件类型相对陈旧，实现功能过于手工化、分离元件过多，体积大、重量大、维修困难等问题，为实现设备的小型化、模块化和标准化，进一步提高设备的集成度和可靠性，提高智能化，为此，我根据目前广泛应用于各类仪器、设备中的单片机、CPLD器件，对基于单片机+CPLD体系结构的信标机设计方法进行了浅显的探讨。

设计的主要内容如下:1.对单片机、CPLD和FPGA性能特点进行分析，提出了基于“单片机+CPLD体系结构”的信标机设计方案;2.在CPLD中实现音频信号分频的计算方法，给出了设计原理图;3.单片机与CPLD接口以总线方式实现译码、数据和控制锁存功能的VHDL设计;4.信标发射机的设计;5.给出了整机监控流程图和单片机监控程序的编制。

本文详细介绍了信标机的实现方法，对实现信标机的小型化、微机化进行了有益的尝试，具有一定意义。

关键词单片机信标机 CPLDBased on “MCU+CPLD Architecture”to design beacon tranmitterAbstractBeacon transmitter is an important device to the wired comunication and navigation in airport,so it's of great strategic value to make applied researches.This paper's name is baseed on "MCU+CPLD Architecture" to design beacon transmitter. this thess points out some disadvantages of device ,such as technology backward in technique and type of components obsolete，manual operations，many absolute components，very large size and weight,operating and maintaining diffculty. In order to small size and modules and standardization ,and improve the device's intergrated and very high enough realiability ,intelligence, I explored the methodof beacon transmitter's designing based on "MCU+CPLD Architecture",according to MCU,CPLD components applied to the many instrument and device.The major work of this dissertation is as follows.1. Analysising the feature of MCU,CPLD, FPGA, I provided the method of beacon transmitter basee on "MCU+CPLD Architecture".2. Audio signal frequency is implemented in CPLD,give the schematic of the designing.3. Decording,latching data controlling signals are implemented in CPLD by interface between MCU and CPLD.4. Beacon transmitter's designing.S. Drawing the flow chart and making the MCU controlling and monitered programe.This paper introduced the method of the beacon transmitter, and gived the advantage tastes bymaking beacon transmitter very small size and controlled by computer.Key words MCU beacon transmitter CPLD目录第一章绪论 (1)1.3研究背境 (2)第二章解决方案、设计内容和技术难点 (3)2. 1解决方案 (3)2.1.1 CPLD/FPGA器件及EDA设计技术 (3)2.1.2“单片机+CPLD体系结构”的特点 (5)2.2设计内容 (7)2.2.1信标机的系统结构框图 (7)2.3技术难点 (8)2. 3. 1 CPLD与单片机的接口方式 (8)2. 3. 2 CPLD片内功能的实现 (8)2.3.3可编程逻辑器件的选型 (8)第三章CPLD片内逻辑功能设计 (9)3. 1 CPLD选型 (9)3. 1. 1 CPL。

武伟基于FPGA的指纹识别系统设计

武伟基于FPGA的指纹识别系统设计

毕业设计说明书题目:基于FPGA的指纹识别系统设计学院(直属系):机械工程与自动化学院年级、专业:2007级自动化姓名:武伟学号:34指导教师:宋春华完成时间:2011年5月25日目录目录.....................................................................................................................- 0 -摘要.....................................................................................................................- 0 -Abstract ........................................................................................................................- 1 -1前言 ..........................................................................................................................- 2 -设计背景 ......................................................................................................................... - 2 -课题目标和研究内容 .................................................................................................. - 2 -课题目标 ................................................................................................................................ - 2 -研究内容 ................................................................................................................................ - 3 -研究意义 ......................................................................................................................... - 3 -2 系统整体设计........................................................................................................- 4 -硬件框图及各模块介绍： ......................................................................................... - 4 -项目关键技术及创新性： ......................................................................................... - 5 -传感器的选择................................................................................................................................ - 5 -指纹图像的预处置....................................................................................................................... - 5 -2.2.4 指纹图像匹配 .................................................................................................................. - 10 -3 开发工具及器件简介................................................................................................. - 13 -传感器介绍............................................................................................................................ - 13 -开发环境介绍 ....................................................................................................................... - 15 -4 硬件设计................................................... - 16 -指纹收集模块......................................................................................................... - 16 -指纹数据处置模块................................................................................................. - 17 -指纹数据存储模块................................................................................................. - 18 -RS232通信和键盘操作模块................................................................................. - 19 -5 软件设计................................................... - 20 -MBF200初始化 ..................................................................................................... - 20 -指纹数据收集软件实现......................................................................................... - 20 -结论....................................................... - 24 -总结与体会................................................... - 25 -致谢词....................................................... - 26 -【参考文献】................................................. - 27 -摘要本系统采用xilinx公司Spartan 3E系列FPGA作为核心控制芯片，通过富士通公司的MBF200指纹传感器实现对指纹图像的收集，利用SPI接口传输到FPGA进行数据的存储，利用内嵌的MicroBlaze处置器对指纹图像进行灰度滤波、二值化、二值去噪、细化等预处置，取得清楚的指纹图像，再从清楚的指纹图像中提取指纹特征点并存入指纹数据库作为建档模版。

mcu norflash读写例程

mcu norflash读写例程

一、概述随着微控制器单片机（MCU）在嵌入式系统中的广泛应用，对存储器件的需求也日益增加。

在嵌入式系统开发中，常常需要对外部存储器进行读写操作，以实现数据的存储和访问。

而在嵌入式系统中，常用的存储器件之一就是NOR Flash。

开发一套MCU与NOR Flash进行读写操作的例程对于嵌入式系统开发具有重要意义。

二、MCU与NOR Flash介绍1. MCU介绍作为嵌入式系统的核心控制芯片，MCU具有集成度高、功耗低、性能稳定等特点，被广泛应用于各类嵌入式系统中。

MCU通常搭载有内置的存储器，但对于一些应用需求较大的情况，需要外接存储器扩展其存储容量。

2. NOR Flash介绍NOR Flash是一种非易失性存储器，广泛应用于嵌入式系统中。

NOR Flash通常具有较大的存储容量和较高的读写速度，因此被广泛应用于嵌入式系统的代码存储和数据存储中。

三、MCU NOR Flash读写例程设计1. 硬件设计1）选择合适的MCU按照系统需求选择合适的MCU芯片，需要考虑MCU的存储器容量和外设接口支持。

2）连接NOR Flash将NOR Flash与MCU进行连接，通常使用SPI或Parallel等接口进行连接。

3）引脚连接根据MCU和NOR Flash的接口定义进行引脚连接，确保连接正确稳定。

2. 软件设计1）MCU驱动程序设计设计MCU的驱动程序，包括对外部存储器的读写操作。

2）NOR Flash读写算法设计设计NOR Flash的读写算法，包括位置区域编址、数据传输等操作。

3）例程编写编写MCU与NOR Flash进行读写操作的例程，包括初始化、读取数据、写入数据等功能。

3. 调试验证1）例程验证将例程下载到MCU中，通过调试工具对例程进行验证，并观察读写操作的结果。

2）性能测试对MCU与NOR Flash的读写性能进行测试，包括读取速度、写入速度等指标。

四、MCU NOR Flash读写例程实现1. 硬件连接采用STM32F4系列MCU，通过SPI接口连接外部NOR Flash 存储器。

基于FPGA的高速数据采集技术毕设论文

基于FPGA的高速数据采集技术毕设论文

南 京 理 工 大 学毕业设计论文作 者: 王 娜 学 号： 0808190110学院(系): 自动化学院专 业: 电气工程及其自动化题 目: 基于FPGA 的高速数据采集技术指导者：(姓 名) (专业技术职务)评阅者：(姓 名) (专业技术职务)2012 年 6 月樊卫华 副教授 讲师 赵高鹏随着计算机技术的突飞猛进以及移动通讯技术在日常生活中的不断深入，数据采集不断地向高速、智能化的方向发展。

本文针对此需求，实现了一种基于FPGA的高速数据采集系统。

该系统利用AD器件对信号进行模数转换，利用FPGA设计内部模块进行ADC的逻辑控制并实现数据缓存功能。

本文首先介绍了高速数据采集技术的国内外发展现状，确定了系统总体方案，完成了FPGA与A/D的芯片选型；利用Protel完成了硬件电路原理图的设计，并使用Quartus II完成了FPGA内部模块的设计，实现了时钟管理模块、数据采集控制模块和数据缓存模块。

最后在Red Cyclone开发板上完成了FPGA程序的下载测试，验证了程序的正确性。

关键词FPGA 高速数据采集A/D模数转换Title FPGA Based High-speed Data Acquisition TechnologyAbstractAlong with the development of computer technology by leaps and bounds and mobile communications technology has advanced in daily life, data acquisition develops to high speed, intelligent continually. According to the needs, this paper designed a high-speed data acquisition system based on FPGA. The system used AD device to realize A/D conversion, used FPGA to design internal modules of ADC logic control and realized circuit control data cache function.This paper firstly introduced the development of high-speed data acquisition technology at home and abroad, determined the system overall program, completed the FPGA and AD chip selection, finished the design of the hardware circuit principle by using Protel, completed the design of FPGA internal module by using Quartus II, realized clock management module, data acquisition control module and data cache module. Finally finished the FPGA program download test on the Red Cyclone development board to verify the correctness of the program.Keywords FPGA High-speed Data acquisition AD converter目次1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 高速数据采集的现状 (2)1.3 课题研究任务及论文结构 (3)2 系统总体设计方案 (4)2.1 需求分析 (4)2.2 系统实现方案 (4)2.3 系统各模块芯片选型 (6)2.4 本章小结 (8)3 硬件电路设计 (9)3.1 硬件电路设计工具介绍 (9)3.2 硬件详细设计 (9)3.3 本章小结 (14)4 程序的设计与实现 (15)4.1 FPGA设计与仿真工具 (15)4.2 时钟管理模块的设计与实现 (18)4.4 数据缓存模块的设计与实现 (25)4.5 总体电路图 (27)4.6 本章小结 (29)5 FPGA下载测试 (30)5.1 FPGA下载简介 (30)5.2 测试结果与分析 (31)5.3 本章小结 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)1绪论1.1课题背景在工业生产和科学技术研究的各行业中，常常需要对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等信息的采集。