【毕业设计】基于FPGA的煤场监控实时定位系统的设计与开发.doc文档36页全文在线看 ㊣ 精品文档 值得下载

和系统构成的整体上发生了质的飞跃。

如果说在逻辑的实现上是无限的话， 那么不但包括了这特点，而且可以触及硅片电路的物理极 限，并兼有串并行工作方式，高速高可靠性以及宽口径适用性等诸多方面的 特点。

不但如此，随着技术的发展和在深亚微米领域的进军， 它们与，和等器件间的物理与功能界 限已日趋模糊。

电子设计专家认为，单片机时 代已经结束，未来将是的时代工业自动化计 算机应用仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，技术的含量正以惊人 的速度上升电子类的高新技术项目的开发也依赖技术的应用。

即使是普 通的电子产品的开发，技术常常使些原来的技术瓶颈得以轻松突破，从 而使产品的开发周期大为缩短性能价格比大幅提高。

不言而喻，技术将 迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。

电子设计专家认为，单片机时 代已经结束，未来将是的时代，这是极具深刻洞察力之言。

不言而喻，技术将 迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。

即使是普 通的电子产品的开发，技术常常使些原来的技术瓶颈得以轻松突破领域的电子系统设计工作中，技术的含量正以惊人 的速度上升电子类的高新技术项目的开发也依赖技术的应用。

部分内容简介与 处理。

还有信号的分析与处理，这对硬件软件要求都很高，这是嵌入试系统所不 能达到的。

单片机时代已经结束，未来将是的时代随着大规模集成电路技 术和计算机技术的不断发展，在涉及通信国防航天医学工业自动化计 算机应用仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，技术的含量正以惊人 的速度上升电子类的高新技术项目的开发也依赖技术的应用。

即使是普 通的电子产品的开发，技术常常使些原来的技术瓶颈得以轻松突破，从 而使产品的开发周期大为缩短性能价格比大幅提高。

不言而喻，技术将 迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。

电子设计专家认为，单片机时 代已经结束，未来将是的时代，这是极具深刻洞察力之言。

随着微电子技 术的飞速进步，电子学进入了个崭新的时代。

其特征是电子技术的应用以空前 规模和速度渗透到各行各业。

各行业对自己专用集成电路的设计要求日趋 迫切，现场可编程器件的广泛应用，为各行业的电子系统设计工程师自行开发本 行专用的提供了技术和物质条件。

与单片机系统开发相比，利用技 术对的开发，通常是种借助于软件方式的纯硬件开发，可以通过 这种途径进行专用开发，而最终的芯片，可以是，也 可以是专制的门阵列掩模芯片，起到了硬件仿真芯片的作用。

基于的开发我国的电子设计技术发展到今天，将面临次更 大意义的突破，即，现场可编程门阵 列，复杂可编程逻辑器件在基础上的 广泛应用。

从种意义上说，新的电子系统运转的物理机制又将回到原来的纯数 字电路结构，但却是种更高层次的循环，它在更高层次上容纳了过去数字技术 的优秀部分，对系统是种扬弃，在电子设计的技术操作 和系统构成的整体上发生了质的飞跃。

如果说在逻辑的实现上是无限的话， 那么不但包括了这特点，而且可以触及硅片电路的物理极 限，并兼有串并行工作方式，高速高可靠性以及宽口径适用性等诸多方面的 特点。

不但如此，随着技术的发展和在深亚微米领域的进军， 它们与，和等器件间的物理与功能界 限已日趋模糊。

特别是软硬芯片知识产权芯片， 种已注册产权的电路设计产业的迅猛发展，嵌入式通用及标准器件的 呼之欲出，片上系统已经近在咫尺。

以其不可替代的地位及 伴随而来的极具知识经济特征的芯片产业的崛起，正越来越受到业内人士的 密切关注。

技术的发展状况 包括设计设计嵌入式设计设计标准设计 设计系统芯片设计设计系统设计等等。

是电子产品设计的 起点，借助技术可加速设计的完成。

甚至，超大规模集成电路的 生产制造不借助技术是不可能完成的。

同时，生产制造技术的不断进步又必 将刺激著工具的发展。

技术以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描 述语言为系统逻辑描述主要表达方式，以计算机大规模可编程逻辑器件的开发 软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式 设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑映射，编程 下载等工作。

最终形成集成电子系统或专用集成芯片的门新技术 而当今，半导体市场格局已成三足鼎立之势和三分天 下。

市场统计数据表明，已经逐步侵蚀和的传统市场，并处 于快速增长阶段。

在全球市场中，两大公司对的技术与市 场仍然占据绝对垄断地位。

两家公司占有将近市场份额，专利达余项 之多，而且这种垄断仍在加强。

同时，美国政府对我国的产品与技术出口 进行苛刻的审核和禁运，使得国家在航天航空乃至国家安全领域都受到严重制 约。

因此，研发具有自主知识产权的技术与产品对打破美国企业和政府结 合构成的垄断，及国家利益意义深远。

作为种可编程逻辑器件，在短短二十多年中从电子设计的外围器件 逐渐演变为数字系统的核心。

伴随半导体工艺技术的进步，器件的设计技 术取得了飞跃发展及突破。

通过器件的发展历程来看，今后仍将朝下以下 几个方向发展高密度高速度宽频带高保密低电压低功耗低成本 低价格软硬核复用系统集成动态可重构以及单片集群•紧密结合应 用需求，多元化发展。

因此，的设计开发必须利用功能强大的工具，通过符。

此外，通过和工具与相结合，可以 方便地实现各种应用系统支持的片上可编程系统开发， 集系统级设计嵌入式软件开发可编程逻辑设计于体，是种综合性的开发 平台。

作为的上代设计软件，由于其出色的易用性而得 到了广泛的应用。

目前已经停止了对的更新支持，与 之相比不仅仅是支持器件类型的丰富和图形界面的改变。

在中 包含了许多诸如和的设计辅助工具，集成 了和设计流程，并且继承了友好的图形界面及简便 的使用方法。

作为种可编程逻辑的设计环境，由于其强大的设计能力 和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。

提供了完全集成且与电路结构无关的开发包环境，具有数字逻 辑设计的全部特性，包括 可利用原理图结构框图和完成电路描述， 并将其保存为设计实体文件 芯片电路平面布局连线编辑 增量设计方法，用户可建立并优化系统，然后添加对原始系统的 性能影响较小或无影响的后续模块功能强大的逻辑综合工具完备的电路功能 仿真与时序逻辑仿真工具定时时序分析与关键路径延时分析可使用 逻辑分析工具进行嵌入式的逻辑分析支持软件源文件的添加和创建，并将它 们链接起来生成编程文件使用组合编译方式可次完成整体设计流程自动定 位编译高效的期间编程与验证工具可读入标准的网表文件 网表文件和网表文件能生成第三方软件使用的网表文件 和网表文件。

本章小结 本章节详细地介绍了的各种情况，包括它的基本结构是具有掩膜可 编程门阵列的通用结构，它由逻辑功能块排成阵列，并由可编程的互连资源连接 这些逻辑功能块来实现不同的设计。

还有它的系统设计流程是个比较大的完整 的项目应该采用层次化的描述方法分为几个较大的模块，定义好各功能模块之 间的接口，然后各个模块再细分去具体实现，这就是自顶向下的设计方法。

它的 开发编程原理。

简单介绍了的功能和特点等等。

第章设计方案 课题的内容 本设计的任务是煤场监控实时定位系统的研制。

通过在取煤车上配置传感器 对取煤车的水平位置及煤斗转臂角度信号的采集，来检测取煤点的具体位置。

该 系统主要采用技术对取煤小车的取煤位置进行监测。

取煤小车移动时带动 齿轮转动，传感器检测走齿的个数即可通过该系统计算出小车所走的距离，即监 测到小车的位置，该系统再把数据发送给工控机。

当该系统接收到检测齿轮转动的传感器发出的信号，于是系统就通过这两个 信号来判断取煤小车的移动方向，从而就能判断对齿数的加减来计算齿数，水平 齿数周长轨道长度为则齿轮共转 转。

水平齿轮数为个齿，水平走齿共个。

为该系统为了防止齿 轮打滑，分别在设置了三个矫正点，即矫正点处齿数分别为 。

为了防止掉电后系统内齿数丢失，该系统接了个外部存储 器对齿数进行实时存储，即每隔钟保存次数据。

每隔系统向 工控机发次脉冲，此脉冲数即走齿的个数。

系统电源部分车上电源直接提供直流电源，但不是很稳定。

控制系统 工作还需要，两种不同电源。

电源提供给工作，电源用于 些外围电路。

由于多输出电源模块使系统设计与操作更加简单。

这样， 采用电源模块将车载电源转换与地之间接的电容，起到防干 扰去抖的作用。

具体型号可用，它的输入电压是到， 输出的电压。

符合电路要求，其实物图如所示 图 课题的设计方案 总体原理图 以下是顶层电路图，由三大模块构成，此图是视图，简洁明了 地表达了由语言编写的程序的思想。

每个模块相辅相成，实现了定 位功能，断电保护等功能。

图顶层模块图 模块 图模块图 该模块主要负责小车的定位。

包含三个功能，第是计数功能，通过齿轮所 走的个数来确定小车所走的距离。

输入是和两个信号，当 为高电平，为低电平时，计数信号加，表示齿轮 数增加了个，小车向前移动了。

当输入信号是低电平，是 高电平时，计数信号减，表示齿轮数减少了个，小车向后移动了。

正是通过小车齿轮数的增减来判断小车是前进还是后退了。

第二是校正功 能，在雨天或者机器故障，小车可能会打滑，造成齿轮数和小车所走距离的 不正确对应。

按理说固定的距离对应固定的齿轮数的，为了防止小车打滑， 于是引入了三个校正点，分别在轨道的米米米处。

当小车走 到这些点时，会启动相应的装置来检测