登录
|
注册会员
开启辅助访问
设为首页
收藏本站
扫一扫关注官方微信
论坛
BBS
M币充值
M currency prepaid phone
M币获取
附件中心
搜索
search
全新论坛MCU智学网上线,欢迎访问新论坛!稀缺资源、技术干货、参考设计、原厂资料尽在MCU智学网
MCU资讯论坛
»
论坛
›
单片机论坛
›
单片机应用于方案
›
基于VHDL的通信编码波形的设计与仿真
更新自动建库工具PCB Footprint Expert 2023.13 Pro / Library Expert 破解版
基于VHDL的通信编码波形的设计与仿真
[复制链接]
1202
0
ad***
管理员
发表在
电源技术
2014-4-4 10:24:35
|
查看全部
|
阅读模式
本文包含原理图、PCB、源代码、封装库、中英文PDF等资源
您需要
登录
才可以下载或查看,没有帐号?
注册会员
x
引言
信号传输一般可分为两大部分:编码与解码。其中编码要求根据所传输信号特点选择合适的编码方式。由于不同的信号在不同的环境中进行传输,受到的干扰是不同的,而选择合适的编码方法可以最大限度的避免干扰,使通信更加顺畅、更加准确。
要实现不同的编码方式关键是要找到合适的算法,并且要求算法必须简洁亦兼容。笔者在这里主要采用了对比、联合和
模块
化的设计方法,使每一种编码成为一个独立模块,但又共用同一个或多个时钟。由此,大大节约了程序的存储空间,减少了程序的调试时间。
文章将用VHDL设计八种常用的编码方式,并运用ALTERA公司的QUARTUSII设计软件进行仿真调试。QUARTUSII设计软件是一款开放、与结构无关、多平台、完全集成化、丰富的设计库、模块化工具、支持各种HDL、有
多种
高级编程语言接口的非常先进的EDA工具软件。另外,超高速硬件描述语言VHDL具有强大的语言结构、多层次的描述功能、良好的移植性和快速的ASIC转换能力,支持硬件的设计、综合、验证和测试。因此,应用VHDL设计通信编码波形具有重要意义。
总体方案设计
方案总体设计如图1所示。首先,在运用VHDL编写程序时必须遵照系统规则,按照系统库函数调用,否则编译将会产生问题。其次,考虑到分模块编程,而每一种编码方式的编程会用到不同频率的时钟,因此要将系统时钟二分频、四分频和八分频,以备需要。然后就是要设计选择模块,方便对八种编码的自由选择。再进行 各个编码模块的VHDL编码,进而可以逐个编译仿真。最后,当每一个模块编译仿真通过后,就是要将每一个独立模块程序整合在一起,形成总的编码程序,并且调试总程序。
图1 总体设计流程图
单元模块设计及调试
分频模块
工作原理
所谓分频,就是将一个给定频率较高的数字输入信号,经过适当的处理后,产生一个或数个频率较低的数字输出信号。分频本质上是加法器的变化,其计数值由分频常数N=
fin
/f
out
(fin是输入频率,fout是输出频率)决定,其输出不是一般
计数器
计数结果,而是根据分频常数对输出信号的高、低电平进行控制。
软件设计
下面设计一个对输入时钟信号进行2分频、4分频和8分频的分频程序。根据实际需要还可以设计分频系数为2N的
分频器
,只需要实现一个模N的计数器,再把模N的计数器的最高位直接付给分频器的输出信号,即可得到所需要的分频信号。
分频系数是2的整数次幂的偶数分频器模块图如图2所示。
图2 2、4、8分频器的
RTL
模块图
此程序中rst为低电平有效,若实现2分频电路则输出最高有效位count(0),4分频电路输出最高有效位count(1),依次类推,8分频输出最高有效位count(2)。
在
MAX
-plusII环境中编译仿真波形如图3所示。
图3 2、4、8分频波形
选择模块
工作原理
此模块是用于选择信号的,作用就是当输入多路信号时,只选取其中一路输出,其选择依据是根据其地址线的信号,地址线有N条,就能制作2N选一选择器。
软件设计
根据选择模块的工作原理,应用VHDL编写的选择器模块图如图4所示。
图4 选择器的模块图
选择器程序在QUARTUSII环境中编译仿真波形如图5所示。
图5 选择器波形
功能模块
NRZ-L(不归零码)
NRZ-L(平)码无论是“1”还是“0”时,相邻码元电平极性均不改变,即在4分频的时钟clk上升沿随输入信号din变化而输出信号encoder-out。
具体VHDL模块图如图6所示。
图6 NRZ-L(平)的模块图
程序在QUARTUSII环境中编译仿真波形如图7所示。
图7 NRZ-L码波形
NRZ-M(信号差分码)
NRZ-M信号差分码,当为“1”时相邻码元电平极性改变,“0”时相邻码元电极性不改变,即在时钟clk为4分频的上升沿遇输入信号datain “1”而跳变,“0”保持输出信号encoder-out。
具体VHDL模块图如图8所示。
图8 NRZ-M(信号差分码)的模块图
程序在QUARTUSII环境中编译仿真波形如图9所示。
图9 NRZ-M码波形
NRZ-S(空格差分码)
NRZ-S(空格差分码),当为“0”时相邻码元电平极性改变,“1”时相邻码元电极性不改变,即与NRZ-M(信号差分码)恰好相反,clk为4分频。
具体VHDL模块图如图
10
所示。
图10 NRZ-S(空格差分码)的模块图
程序在QUARTUSII环境中编译仿真波形如图11所示。
图11 NRZ-S码波形
RZ(单极性归零码)
在归零码RZ中,码元中间的信号回归到0电平,因此任意两个码元之间被0电平隔开。当为“1”时为“0”,当为“0”时则为“0”,即输入datain信号中间隔开,时钟clk是2分频,在上升沿遇“1”跳变,
其它
为“0”,输出信号encoder-out。
具体VHDL模块图如图12所示。
图12 RZ(单极性归零码)的模块图
程序在QUARTUSII环境中编译仿真波形如图13所示。
图13 RZ码波形
积分曼彻斯特码
曼彻斯特编码是一种双相码。除了中间发生跳变外,当为“0”时相邻码元电平极性改变,“1”时相邻码元电极性不改变,由于要将输入datain信号中间跳变,故需两个时钟clk1、clk2,且clk1是4分频,clk2是2分频,都在两时钟上升沿遇“0”跳变,遇“1”保持,输出信号encoder-out。
其具体VHDL模块图如图14所示。
图14 积分曼彻斯特码的模块图
程序在QUARTUSII环境中编译仿真波形如图
15
所示。
图15 积分曼彻斯特码波形
双相-M码
双相-M码:除了相邻码元电平极性发生跳变外,当为“1”时中间发生跳变,当为“0”时中间不发生跳变,即时钟clk1为4分频,输入信号datain相邻码元极性跳变,遇“1”时在时钟clk1的上升、下降沿跳变,输出信号encoder-out。
具体VHDL模块图如图
16
所示。
图16 双相-M码的模块图
程序在QUARTUSII环境中编译仿真波形如图
17
所示。
图17 双相-M码波形
双相-L码
双相-L码,除了中间发生跳变外,当为“1”时相邻码元电平极性改变,“0”时相邻码元电极性不改变,即需要2分频时钟clk1,datain信号中间遇时钟clk1上升沿跳变外,且遇“1”相邻码元极性改变,“0”时不变,输出信号encoder-out。
具体VHDL模块图如图18所示。
图18 双相-L
程序在QUARTUSII环境中编译仿真波形如图19所示。
图19 双相-L码波形
双相-S码
双相-S码,除了相邻码元电平极性发生跳变外,当为“0”时中间发生跳变,当为“1”时中间不发生跳变,即与双相-L码相反,clk1为4分频。
具体VHDL模块图如图20所示。
图20 双相-S码的模块图码的模块图
程序在QUARTUSII环境中编译仿真波形如图21所示。
图21 双相-S码波形
整体程序调试
整体程序在MAX-plusII环境中的编译仿真波形如图22所示。
图22 八种编码波形
总结
1) 运用VHDL编写以上八种编码是可行的。
2) 经过观察各模块的仿真波形,符合各个编码的特性。
3) 通过整体程序的调试仿真,并在
FPGA
上实现了波形的键选。
信号传输
相关帖子
光电耦合器pc817中文资料
近距离脉冲信号和高频率数字信号电路设计原理
电视信号传输系统及其优劣选择
高速差分数据传输EMI低通滤波器
PWM调速在恒温控制中的应用
高速数据应用中ESD抑制技术简介
高隔离多路视频信号传输控制器——MAX4545
卓越TSC工业以太网交换机风力发电厂监控系统解决方案———卓越T
综合布线与楼宇对讲解决方案———综合布线与楼宇对讲解决方案
鼎实主站网关PB-G-MBS在空调压缩机控制系统中的应用———空调压
举报
回复
返回列表
*
滑块验证:
高级模式
B
Color
Image
Link
Quote
Code
Smilies
您需要登录后才可以回帖
登录
|
注册会员
本版积分规则
发表回复
回帖后跳转到最后一页
浏览过的版块
原理图论坛
外围器件论坛
Protel,DXP,Altium论坛
回复
转播
评分
分享
打开支付宝扫一扫,最高立得1212元红包
搜索
本版
帖子
用户
热搜:
传感器
51串口程序
电子管放大器
夾式電表
夾式電流
Mentor论坛
打印机
版块推荐
百宝箱
My 布拉格
无边框Z9
Z9Max
Z9mini
nubia动态
问题 & 建议
资源分享
爱拍
同城会
牛仔生活
查看论坛所有版块>>
每日签到
论坛任务
摄影技巧
跳蚤市场
互助问答
论坛导读
申请内测
红包中心
每日摇一摇
活动中心
网站地图
官方旗舰店
图文热点
VKL144A TSSOP48 点阵式液晶驱动芯片/低功
产品品牌:永嘉微电/VINKA 产品型号:VKL44A 封装形式:TSSOP48 概述 VKL144是
高抗干扰液晶显示驱动/省电液晶驱动IC/LCD
产品品牌:永嘉微电/VINKA 产品型号:VKL128 封装形式:SSOP44 概述 VKL128是一
VK2C23A/B LQFP64/48LCD驱动控制器/高抗干
产品品牌:永嘉微电/VINKA 产品型号:VK2C23A/B 封装形式:LQFP64/48 概述 VK2C
高抗干扰液晶驱动/点阵式液晶显示IC/VK2C21
产品品牌:永嘉微电/VINKA 产品型号:VK2C21D 封装形式:SOP16 概述 VK2C21D是
I2C通信接口段码液晶驱动芯片VK2C21C SOP20
产品品牌:永嘉微电/VINKA 产品型号:VK2C21C 封装形式:SOP20 概述 VK2C21C是
更多
精华推荐
VKL144A TSSOP48 点阵式液晶驱动芯片/低功
高抗干扰液晶显示驱动/省电液晶驱动IC/LCD
VK2C23A/B LQFP64/48LCD驱动控制器/高抗干
高抗干扰液晶驱动/点阵式液晶显示IC/VK2C21
I2C通信接口段码液晶驱动芯片VK2C21C SOP20
VK2C21B SOP24高抗干扰LCD液晶段码驱动芯片
低成本、高性能、带EEPROM了解一下
工控仪表/水电气表LCD驱动/抗干扰液晶段码
更多
社区学堂
VKL144A TSSOP48 点阵式液晶驱动芯片/
高抗干扰液晶显示驱动/省电液晶驱动IC/
VKL144A TSSOP48 点阵式液晶驱动芯片/低功
产品品牌:永嘉微电/VINKA 产品型号:VKL44A 封装形式:TSSOP48 概述 VKL144是
高抗干扰液晶显示驱动/省电液晶驱动IC/LCD
产品品牌:永嘉微电/VINKA 产品型号:VKL128 封装形式:SSOP44 概述 VKL128是一
VK2C23A/B LQFP64/48LCD驱动控制器/高抗干
产品品牌:永嘉微电/VINKA 产品型号:VK2C23A/B 封装形式:LQFP64/48 概述 VK2C
更多
客服中心
QQ:187196467
服务时间:周一至周日 8:30-20:30
在线客服
客服微博
产品咨询
售后中心
关注我们
关于我们
关于我们
友情链接
联系我们
帮助中心
网友中心
购买须知
支付方式
服务支持
资源下载
售后服务
定制流程
关注我们
官方微博
官方空间
官方微信
QQ:187196467
周一到周日 8:30-22:00 (全年无休)
7 x 24小时在线客服
手机版
Powered by
MCUZX!
X3.4 © 2008-2015
MCU资讯论坛
版权所有
京ICP备18035221号-2
客服QQ: 187196467
技术支持:
MCU资讯论坛
|
网站地图
快速回复
返回顶部
返回列表