位同步信號(hào)提取電路功能模塊的設(shè)計(jì)與建模

1、武漢理工大學(xué)通信原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué) 號(hào)： 課 程 設(shè) 計(jì)題 目位同步信號(hào)提取電路功能模塊的設(shè)計(jì)與建模 學(xué) 院信息工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)班 級(jí) 姓 名指導(dǎo)教師 2015年 12 月 31 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 位同步信號(hào)提取電路功能模塊的設(shè)計(jì)與建模 初始條件：（1）MAX PLUSII、Quartus II、ISE等軟件；（2）課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)書(shū)：通信原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)（3）先修課程：數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、電子設(shè)計(jì)EDA、通信原理。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求）（1）課程設(shè)計(jì)時(shí)間：一周

2、；（2）課程設(shè)計(jì)題目：位同步信號(hào)提取電路功能模塊的設(shè)計(jì)與建模；（3）本課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)要求：按照要求題目進(jìn)行邏輯分析，掌握鎖相法，畫(huà)出實(shí)現(xiàn)電路原理圖，設(shè)計(jì)出各模塊邏輯功能，編寫(xiě)VHDL語(yǔ)言程序，上機(jī)調(diào)試、仿真，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果波形，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析； （4）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按學(xué)校“課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書(shū)寫(xiě)格式”撰寫(xiě)，并標(biāo)明參考文獻(xiàn)至少5篇；（5）寫(xiě)出本次課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)（至少500字）。時(shí)間安排：第17周參考文獻(xiàn)：段吉海.數(shù)字通信系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2004 江國(guó)強(qiáng).EDA技術(shù)與應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2010 John G. Proakis.Digital Co

3、mmunications. 北京：電子工業(yè)出版社，2011指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目錄摘 要1Abstract2 1 Quartus II軟件介紹32 設(shè)計(jì)原理4 2.1位同步原理42.2 數(shù)字鎖相環(huán)的原理與方框圖53 設(shè)計(jì)思路64電路仿真84.1 碼型變換模塊84.2 鑒相模塊104.3 控制調(diào)節(jié)模塊115總電路圖與運(yùn)行結(jié)果12 5.1總電路圖125.2 仿真總結(jié)136心得體會(huì)16參考文獻(xiàn)17附錄18分頻器VHDL語(yǔ)言程序18移位寄存器VHDL語(yǔ)言程序19本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表24摘要 同步是通信系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的實(shí)際問(wèn)題。在同步通信系統(tǒng)中,同步系

4、統(tǒng)性能的降低會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)性能的降低,甚至使通信系統(tǒng)不能正常工作，故位同步提取是一個(gè)十分重要的課題，實(shí)現(xiàn)位同步的方法主要有外同步法和自同步法兩種。目前，在數(shù)字通信系統(tǒng)中，常采用數(shù)字鎖相法來(lái)提取位同步信號(hào)。位同步鎖相法的基本原理是在接收端利用鑒相器比較接收碼元和本地時(shí)鐘產(chǎn)生的位同步信號(hào)的相位,若兩者不一致(超前或滯后) ,鑒相器就產(chǎn)生誤差信號(hào),并通過(guò)控制器調(diào)整位同步信號(hào)的相位,直至獲得準(zhǔn)確的位同步信號(hào)為止。在本次課程設(shè)計(jì)中，我們根據(jù)鎖相環(huán)位同步提取技術(shù)的原理,并用VHDL 語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn),在Quartus II下編譯仿真通過(guò),給出仿真波形圖。經(jīng)分析該設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠,且能夠完成要求。關(guān)鍵詞：位同步；數(shù)

5、字鎖相環(huán)； Quartus IIAbstractSynchronization is a very important practical problem in the communication system. In the communication system ,synchronous system functions lower will cause communication system function to lower ,even making the communication system cant work normally. Therefore ,a bit

6、 synchronous extraction is a very important topic，To achieve a synchronized method mainly has two kinds of external synchronization method and the synchronization method.At present, digital phase locking method is often used to extract a sync signal in the digital communication system.A synchronous

7、phase lock method is the basic principle of using phase discriminator is at the receiving end receives the code and the local clock of a sync signal phase, if both inconsistent (advance or delay), phase discriminator is error signal, and adjusted by the controller a sync signal phase, until obtain a

8、ccurate a sync signal.In the curriculum design, we used the way of getting technology of Bit synchronization signal ,which programmed with VHDL ,and compiled and simulated with QuartusII, then gives the chart of wave simulation. The design is well with reliability ,and can complete the request throu

9、gh the analysis.Key words: Bit synchronization ;DPL ; Quartus II1 Quartus II軟件介紹Quartus II 即可編程邏輯器件開(kāi)發(fā)軟件，是Altera公司的綜合性PLD/FPGA開(kāi)發(fā)軟件，支持原理圖、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多種設(shè)計(jì)輸入形式，內(nèi)嵌自有的綜合器以及仿真器，可以完成從設(shè)計(jì)輸入到硬件配置的完整PLD設(shè)計(jì)流程。Quartus II可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl腳

10、本完成設(shè)計(jì)流程外，提供了完善的用戶圖形界面設(shè)計(jì)方式。具有運(yùn)行速度快，界面統(tǒng)一，功能集中，易學(xué)易用等特點(diǎn)。Quartus II支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模塊庫(kù)，使用戶可以充分利用成熟的模塊，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、加快了設(shè)計(jì)速度。對(duì)第三方EDA工具的良好支持也使用戶可以在設(shè)計(jì)流程的各個(gè)階段使用熟悉的第三方EDA工具。此外，Quartus II 通過(guò)和DSP Builder工具與Matlab/Simulink相結(jié)合，可以方便地實(shí)現(xiàn)各種DSP應(yīng)用系統(tǒng)；支持Altera的片上可編程系統(tǒng)（SOPC）開(kāi)發(fā)，集系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)、可編程邏輯設(shè)計(jì)于一體，是一種綜

11、合性的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。Maxplus II 作為Altera的上一代PLD設(shè)計(jì)軟件，由于其出色的易用性而得到了廣泛的應(yīng)用。目前Altera已經(jīng)停止了對(duì)Maxplus II 的更新支持，Quartus II 與之相比不僅僅是支持器件類(lèi)型的豐富和圖形界面的改變。Altera在Quartus II 中包含了許多諸如SignalTap II、Chip Editor和RTL Viewer的設(shè)計(jì)輔助工具，集成了SOPC和HardCopy設(shè)計(jì)流程，并且繼承了Maxplus II 友好的圖形界面及簡(jiǎn)便的使用方法。Altera Quartus II 作為一種可編程邏輯的設(shè)計(jì)環(huán)境, 由于其強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力和直觀易用的接口

12、，越來(lái)越受到數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的歡迎。 2 設(shè)計(jì)原理 2.1位同步原理數(shù)據(jù)通信雙方的計(jì)算機(jī)在時(shí)鐘頻率上存在差異，而這種差異將導(dǎo)致不同的計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘周期的微小誤差。盡管這種差異是微小的，但在大量的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，這種微小誤差的積累足以造成傳輸?shù)腻e(cuò)誤。因此，在數(shù)據(jù)通信中，首先要解決的是收發(fā)雙方計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率的一致性問(wèn)題。一般方法是，要求接收端根據(jù)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的起止時(shí)間和時(shí)鐘頻率，來(lái)校正自己的時(shí)間基準(zhǔn)和時(shí)鐘頻率，這個(gè)過(guò)程叫位同步?？梢?jiàn)，位同步的目的是使接收端接收的每一位信息都與發(fā)送端保持同步。目前實(shí)現(xiàn)位同步的方法主要有外同步法和自同步法兩種。一般而言，自同步法應(yīng)用較多。外同步法需要另外專(zhuān)門(mén)傳輸位同步

13、信息。自同步法則是從信號(hào)碼元中提取其包含的位同步信息。自同步法又可以分為兩種，即開(kāi)環(huán)同步法和閉環(huán)同步法。開(kāi)環(huán)法采用對(duì)輸入碼元做某種變換的方法提取位同步信息。閉環(huán)法則用比較本地時(shí)鐘和輸入信號(hào)的方法，將本地時(shí)鐘鎖定在輸入信號(hào)上。閉環(huán)法更為準(zhǔn)確，但是也更為復(fù)雜。位同步不準(zhǔn)確將引起誤碼率增大。 2.2 數(shù)字鎖相環(huán)的原理與方框圖 位同步鎖相法的基本原理是在接收端利用鑒相器比較接收碼元和本地時(shí)鐘產(chǎn)生的位同步信號(hào)的相位,若兩者不一致(超前或滯后) ,鑒相器就產(chǎn)生誤差信號(hào),并通過(guò)控制器調(diào)整位同步信號(hào)的相位,直至獲得準(zhǔn)確的位同步信號(hào)為止。圖2.1 數(shù)字鎖相法位同步提取原理框圖在圖2.2 中可清楚地理解添扣脈沖的

14、原理。 圖2.2 添扣脈沖原理框圖 3 設(shè)計(jì)思路 圖3.1 思路流程圖本次課設(shè)對(duì)位同步信號(hào)采用數(shù)字鎖相環(huán)法提取，數(shù)字鎖相環(huán)的主要特點(diǎn)是鑒相信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，鑒相輸出也是數(shù)字信號(hào)，即環(huán)路誤差電壓是量化的，沒(méi)有模擬環(huán)路濾波器。由于數(shù)字鎖相環(huán)的輸入是經(jīng)過(guò)微分和全波整流后的信號(hào)，故這種數(shù)字鎖相環(huán)也稱(chēng)為微分整流型數(shù)字鎖相環(huán)，其原理框圖如上圖所示。數(shù)字鎖相器由本地晶振、分頻器、相位比較器和調(diào)節(jié)控制器所組成。其中調(diào)節(jié)控制器包括扣除脈沖和附加脈沖電路。晶振經(jīng)過(guò)整形后變?yōu)橹芷谛悦}沖,然后再送入分頻器,輸出位同步脈沖序列。若接收碼元的速率為F(波特) ,則要求位同步脈沖的重復(fù)速率也為F( Hz) 。這里,晶振的的頻

15、率設(shè)計(jì)為nF( Hz) ,整形后輸出的頻率為nF( Hz) 的窄脈沖,經(jīng)n 次分頻后就可以得到重復(fù)頻率為F( Hz) 的位同步信號(hào)。如果接收端晶振輸出經(jīng)過(guò)n 次分頻后,不能準(zhǔn)確地和碼元同頻同相就需要進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的原理是根據(jù)相位比較器輸出的誤差信號(hào),通過(guò)控制器進(jìn)行調(diào)整。各部分的作用如下：  碼型變換器完成解調(diào)出的基帶NRZ碼到RZ碼的變換，使鑒相輸入信號(hào)X含有位同步離散譜分量。   鑒相器用于檢測(cè)信號(hào)X與輸出位同步信號(hào)（分頻輸出D）相位間的超前、滯后關(guān)系，并以量化形式提供表示實(shí)時(shí)相位誤差的超前脈沖F和滯后脈沖G，供控制調(diào)節(jié)器使用。當(dāng)分頻輸出位同步信號(hào)D相位超前與信

16、號(hào)X時(shí)，鑒相器輸出超前脈沖F（低電平有效）；反之，則輸出滯后脈沖G（高電平有效），二者均為窄脈沖。  控制調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)鑒相器輸出的誤差指示脈沖，在信號(hào)D與信號(hào)X沒(méi)有達(dá)到同頻與同相時(shí)調(diào)節(jié)信號(hào)D的相位。高穩(wěn)定晶振源輸出180°相位差、重復(fù)頻率為nf0的A、B兩路窄脈沖序列作為控制調(diào)節(jié)器的輸入，經(jīng)n分頻后輸出重復(fù)頻率為f0的被調(diào)位同步信號(hào)D，它與信號(hào)X在鑒相器中比相。因超前脈沖F低電平有效并作用于扣除門(mén)（與門(mén)），平時(shí)扣除門(mén)總是讓脈沖序列A通過(guò)，故扣除門(mén)為常開(kāi)門(mén)，又因滯后脈沖G高電平有效并作用于附加門(mén)（與門(mén)），平時(shí)附加門(mén)總是對(duì)序列B關(guān)閉的，故附加門(mén)為常閉門(mén)。當(dāng)信號(hào)D

17、的相位超前與信號(hào)X的相位時(shí)，鑒相器輸出窄的低電平超前脈沖F，扣除門(mén)（與門(mén)）將從脈沖序列A中扣除一個(gè)窄脈沖，則n分頻器輸出信號(hào)D的相位就推遲了Ts /n（相移360°/n），信號(hào)D的瞬時(shí)頻率也被調(diào)低；當(dāng)信號(hào)D的相位滯后于信號(hào)X的相位時(shí)，鑒相器輸出窄的高電平滯后脈沖G，附加門(mén)（與門(mén)）此時(shí)打開(kāi)讓脈沖序列B（與脈沖序列A保持180°固定相差）中的一個(gè)脈沖通過(guò)，經(jīng)或門(mén)插進(jìn)來(lái)自扣除門(mén)輸出的脈沖序列A中，則分頻器輸入多插入的這個(gè)脈沖使n分頻器輸出信號(hào)的D相位提前了Ts /n（相移360°/n），信號(hào)D的瞬時(shí)頻率則被提高。由此可見(jiàn)，環(huán)路對(duì)信號(hào)D相位和頻率的控制

18、調(diào)節(jié)是通過(guò)對(duì)n分頻器輸入脈沖序列步進(jìn)式加、減脈沖實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)環(huán)路的這種反復(fù)調(diào)節(jié)，最終可達(dá)到相位鎖定，從而提取出位同步信號(hào)。4電路仿真 4.1 碼型變換模塊碼型變換的主要模塊為微分器微分器的建模符號(hào)如圖4.1所示，圖中a為碼元輸入；clk為時(shí)鐘輸入；out2為微分后的碼元輸出。 圖4.1 微分器建模符號(hào)微分器的頂層電路如圖5所示。整個(gè)微分器由異或門(mén)、與門(mén)和由D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器組成。觸發(fā)器（英語(yǔ)：Flip-flop, FF，臺(tái)灣譯作正反器），學(xué)名雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（Bistable Multivibrator），是一種應(yīng)用在數(shù)字電路上具有記憶功能的循序邏輯組件，可記錄二進(jìn)位制數(shù)字信號(hào)“1”和“0

19、”。觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路以及各種復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元。觸發(fā)器的線路圖由邏輯門(mén)組合而成，其結(jié)構(gòu)均由SR鎖存器派生而來(lái)（廣義的觸發(fā)器包括鎖存器）。觸發(fā)器可以處理輸入、輸出信號(hào)和時(shí)鐘頻率之間的相互影響。在本次課程設(shè)計(jì)中，我們使用了邊沿D觸發(fā)器，電平觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時(shí)，必須在正跳沿前加入輸入信號(hào)。如果在CP 高電平期間輸入端出現(xiàn)干擾信號(hào)，那么就有可能使觸發(fā)器的狀態(tài)出錯(cuò)。而邊沿觸發(fā)器允許在CP 觸發(fā)沿來(lái)到前一瞬間加入輸入信號(hào)。這樣，輸入端受干擾的時(shí)間大大縮短，受干擾的可能性就降低了。邊沿D觸發(fā)器也稱(chēng)為維持-阻塞邊沿D觸發(fā)器。其功能是實(shí)現(xiàn)由非歸零碼向歸零碼轉(zhuǎn)換，相當(dāng)于對(duì)非歸零碼進(jìn)行微分。 移

20、位寄存器具體電路組成如圖4.2所示。 圖4.2 微分器頂層電路圖 圖4.3 微分器頂層RTL模型 圖4.4 移位寄存器電路圖 4.2 鑒相模塊鑒相器包括數(shù)字微分器和兩個(gè)與門(mén)。本地時(shí)鐘信號(hào)和接收碼元通過(guò)與門(mén)進(jìn)行相位比較，從超前門(mén)輸出本地相位超前的信號(hào)，從滯后門(mén)輸出本地相位滯后的信號(hào)。超前與滯后信號(hào)分別送給常開(kāi)門(mén)和常閉門(mén)。圖4.5 鑒相模塊電路圖 4.3 控制調(diào)節(jié)模塊 以下為控制調(diào)節(jié)模塊的構(gòu)成。圖4.6 調(diào)節(jié)控制模塊的電路圖 振蕩器簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一個(gè)頻率源，一般用在鎖相環(huán)中。詳細(xì)說(shuō)就是一個(gè)不需要外信號(hào)激勵(lì)、自身就可以將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能的裝置。一般分為正反饋和負(fù)阻型兩種。所謂“振蕩”，其涵義就暗

21、指交流，振蕩器包含了一個(gè)從不振蕩到振蕩的過(guò)程和功能。能夠完成從直流電能到交流電能的轉(zhuǎn)化，這樣的裝置就可以稱(chēng)為“振蕩器”。 分頻器的分頻系數(shù)與提取的時(shí)鐘頻率及本地高頻晶振頻率有關(guān)。一般欲實(shí)現(xiàn)占空比為50%的偶數(shù)N分頻，一般來(lái)說(shuō)有兩種方案：一是當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到N/2-1時(shí)，將輸出電平進(jìn)行一次翻轉(zhuǎn)，同時(shí)給計(jì)數(shù)器一個(gè)復(fù)位信號(hào)，如此循環(huán)下去；二是當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為0到N/2-1時(shí)。時(shí)鐘輸出為0或1，計(jì)數(shù)器輸出為N/2到N-1時(shí)，時(shí)鐘輸出為1或0，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到N-1時(shí)，復(fù)位計(jì)數(shù)器，如此循環(huán)下去，第一種方案只能用于50%占空比，第二種方案可有限度的調(diào)占空比。圖4.7分頻器模型圖5總電路圖與運(yùn)行結(jié)果 5.1總電路

22、圖圖5.1 總電路圖 5.2 仿真總結(jié)圖5.2 微分器輸出波形圖波形分析： clk為輸入時(shí)鐘信號(hào)，a為輸入信號(hào)，out2為微分器輸出信號(hào)。根據(jù)波形圖分析可得：微分器將非歸零碼變成歸零碼，是因?yàn)闅w零碼含有定時(shí)信息。圖5.3 鑒相模塊電路圖波形分析： 分頻器輸出的信號(hào)經(jīng)鑒相器鑒別與輸入信號(hào)相位是否一致，若相位超前，則鑒相器輸出超前脈沖f；反之，鑒相器輸出滯后脈沖g。圖5.4 振蕩器輸出的波形圖 波形分析：振蕩器產(chǎn)生頻率相同，相位相差180°的兩個(gè)窄帶脈沖序列，即outa與outb。圖5.5 分頻器輸出波形圖波形分析： 分頻器的分頻系數(shù)與提取的時(shí)鐘頻率及本地高頻晶振頻率有關(guān)。分頻器輸入頻率

23、是分頻器輸出頻率的60倍，晶振的頻率是分頻器輸出頻率的120倍。從實(shí)際電路可以看出，分頻器的輸入是根據(jù)鑒相器兩個(gè)端口的值決定的。當(dāng)兩個(gè)鑒相器輸出端口均為低電平即無(wú)超前或滯后窄帶脈沖時(shí)，分頻器輸入也是低電平；當(dāng)兩個(gè)輸出端口都是高電平時(shí)，分頻器輸入是高頻率波形；當(dāng)一個(gè)端口是高電平，另一個(gè)端口是低電平時(shí)，分頻器輸出波形就是低頻率的波形。 分頻器的輸出是由輸入頻率決定的，即輸入頻率為高頻率時(shí)，分頻器輸出為低電平；輸入信號(hào)為低頻率或低電平時(shí)，分頻器輸出為高電平。圖5.6 總輸出波形圖波形分析： clk_in為輸入時(shí)鐘信號(hào)，a為輸入信號(hào)，out2為微分器輸出信號(hào)，q為振蕩器部分D觸發(fā)器輸出，outa與ou

24、tb分別為振蕩器振蕩器輸出的窄帶脈沖，其中outbb為outb的非，f為超前脈沖，ff為f的非，g為滯后脈沖，fenpinqi1為分頻器輸入信號(hào)，fenpinqi2為分頻器輸出信號(hào)，clk_out為輸出信號(hào)。由運(yùn)行結(jié)果的波形圖可知，out2與a的幅度、相位一致；fenpinqi1的相位與輸fenpinqi2的相位相反；clk_out與a保持同步。當(dāng)鑒相器產(chǎn)生超前脈沖時(shí)，f為低電平，ff為高電平，與振蕩器產(chǎn)生的窄帶脈沖a相與，使分頻器輸入信號(hào)為a窄帶脈沖；當(dāng)鑒相器產(chǎn)生滯后脈沖g時(shí)，與振蕩器產(chǎn)生的窄帶脈沖b相與，使分頻器分頻器輸入信號(hào)為a與b非信號(hào)相異或的信號(hào)。又由于分頻器的輸出是由輸入頻率決定的

25、，即輸入頻率為高頻率時(shí)，分頻器輸出為低電平；輸入信號(hào)為低頻率或低電平時(shí)，分頻器輸出為高電平。所以得到了fenpinqi2。根據(jù)總電路圖可知，out2為fenpinqi2的非，所以得到了out2。運(yùn)行結(jié)果體現(xiàn)了位同步的調(diào)制，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的正確性。6心得體會(huì) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)位同步這一知識(shí)點(diǎn)的理解?，F(xiàn)在我了解到位同步分為外同步法與自同步法。外同步是一種利用輔助信息同步的方法，即需要在傳輸?shù)男盘?hào)中另外加入包含定時(shí)信息的導(dǎo)頻信號(hào)。自同步法，它不需要輔助同步信息，而是直接從接收的信號(hào)序列中提取碼元定時(shí)信息。顯然，這種方法要求接收信號(hào)中含有碼元定時(shí)信息。在本次課設(shè)中，我運(yùn)用了自同步中的數(shù)字鎖相法

26、來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)位同步信號(hào)的設(shè)計(jì)與建模。通過(guò)這一周課程設(shè)計(jì)，我掌握了Quartus II軟件的應(yīng)用方法，并熟悉了位同步的原理與位同步各個(gè)流程單元的作用。本次課設(shè)主要要求我們的是對(duì)Quartus II這一軟件的應(yīng)用，以及對(duì)位同步原理的掌握。在本次課程設(shè)計(jì)中，我們將整個(gè)位同步電路劃分成碼型變換器、鑒相器、控制調(diào)節(jié)器三大模塊。碼型變換的作用就是將NRZ碼變換成RZ碼，其中微分器較為復(fù)雜，它由移位寄存器為主要部分組成，而移位寄存器由十個(gè)D觸發(fā)器組成。于是，我們先畫(huà)出這一部分的電路圖，然后運(yùn)用Quartus II自動(dòng)生成代碼。最后生成波形，觀察是否符合理論的結(jié)果。剛開(kāi)始幾次，我們的輸出波形總是錯(cuò)誤的，最后發(fā)現(xiàn)我

27、們的移位寄存器的D觸發(fā)器少用了兩個(gè)。在改正過(guò)后，通過(guò)觀察微分器的輸出波形，終于成功了。在控制調(diào)節(jié)模塊中，分頻器與振蕩器就是其中的重要組成部分，在分頻器這一部分我們是先編寫(xiě)代碼，然后運(yùn)用Quartus II使其自動(dòng)生成電路圖。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我更加深刻了解課本知識(shí)，和以往對(duì)知識(shí)的疏忽得以補(bǔ)充，在課程設(shè)計(jì)中遇到了一些問(wèn)題，例如：微分器，但經(jīng)過(guò)我們的努力，都一一解決。這次課程設(shè)計(jì)給我相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)知識(shí)，為我打下了良好的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1段吉海.數(shù)字通信系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2004.2江國(guó)強(qiáng).EDA技術(shù)與應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2010.3劉泉、江雪梅，信號(hào)與系統(tǒng)，高

28、等教育出版社，2006.4John G. Proakis.Digital Communications. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.5高西全，丁玉美.數(shù)字信號(hào)處理（第三版）學(xué)習(xí)指導(dǎo)，西安科技大學(xué)出版社，2001.6王虹,通信系統(tǒng)原理. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2014.附錄 分頻器VHDL語(yǔ)言程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity counter66 is port(clk:in std_logic; qou:out std_logi

29、c);end counter66;architecture behave of counter66 issignal countq_temp:integer range 0 to 29;signal countq:std_logic; Begin Process(clk) Begin If clk'event and clk='1' thenIf countq_temp<29 then countq_temp<=countq_temp+1; Else countq_temp<=0; countq <= not countq; end if; en

30、d if; end process; qou<=countq;end behave; 移位寄存器VHDL語(yǔ)言程序LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all; LIBRARY work;ENTITY shlef10 IS PORT(codein : IN STD_LOGIC; clkin : IN STD_LOGIC; codeout : OUT STD_LOGIC);END shlef10;ARCHITECTURE bdf_type OF shlef10 IS SIGNALSYNTHESIZED_WIRE_20 : STD_LOGIC;SIGNALD

31、FF_inst9 : STD_LOGIC;SIGNALDFF_inst1 : STD_LOGIC;SIGNALDFF_inst2 : STD_LOGIC;SIGNALDFF_inst3 : STD_LOGIC;SIGNALDFF_inst4 : STD_LOGIC;SIGNALDFF_inst5 : STD_LOGIC;SIGNALDFF_inst6 : STD_LOGIC;SIGNALDFF_inst7 : STD_LOGIC;SIGNALDFF_inst8 : STD_LOGIC;BEGIN SYNTHESIZED_WIRE_20 <= '1'PROCESS(clki

32、n,SYNTHESIZED_WIRE_20,SYNTHESIZED_WIRE_20)BEGINIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENDFF_inst1 <= '0'ELSIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENDFF_inst1 <= '1'ELSIF (RISING_EDGE(clkin) THENDFF_inst1 <= codein;END IF;END PROCESS;PROCESS(clkin,SYNTHESIZED_WIRE_20,SYNT

33、HESIZED_WIRE_20)BEGINIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENcodeout <= '0'ELSIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENcodeout <= '1'ELSIF (RISING_EDGE(clkin) THENcodeout <= DFF_inst9;END IF;END PROCESS;PROCESS(clkin,SYNTHESIZED_WIRE_20,SYNTHESIZED_WIRE_20)BEGINIF (SYNT

34、HESIZED_WIRE_20 = '0') THENDFF_inst2 <= '0'ELSIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENDFF_inst2 <= '1'ELSIF (RISING_EDGE(clkin) THENDFF_inst2 <= DFF_inst1;END IF;END PROCESS;PROCESS(clkin,SYNTHESIZED_WIRE_20,SYNTHESIZED_WIRE_20)BEGINIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '

35、0') THENDFF_inst3 <= '0'ELSIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENDFF_inst3 <= '1'ELSIF (RISING_EDGE(clkin) THENDFF_inst3 <= DFF_inst2;END IF;END PROCESS;PROCESS(clkin,SYNTHESIZED_WIRE_20,SYNTHESIZED_WIRE_20)BEGINIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENDFF_inst4 &

36、lt;= '0'ELSIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENDFF_inst4 <= '1'ELSIF (RISING_EDGE(clkin) THENDFF_inst4 <= DFF_inst3;END IF;END PROCESS;PROCESS(clkin,SYNTHESIZED_WIRE_20,SYNTHESIZED_WIRE_20)BEGINIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENDFF_inst5 <= '0'ELSIF (SYNTHESIZED_WIRE_20 = '0') THENDFF_inst5 <= '1'ELSIF (RISING_EDGE(clkin) THENDFF_inst5 <= DFF_inst4;END IF;END PROCESS;PROCESS(clkin