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华南理工大学广州学院本科毕业设计(论文)说明书

既支持模块化设计方法,也支持层次化设计方法。 (2)VHDL 语言具有强大的硬件描述能力

VHDL 语言具有多层次的电路设计描述功能,既可描述系统级电路,也可以描述门级电路;描述方式既可以采用行为描述、寄存器传输描述或者结构描述,也可以采用三者的混合描述方式。同时,VHDL 语言也支持惯性延迟和传输延迟,这样可以准确地建立硬件电路的模型。VHDL 语言的强大描述能力还体现在它具有丰富的数据类型。VHDL 语言既支持标准定义的数据类型,也支持用户定义的数据类型,这样便会给硬件描述带来较大的自由度。 (3)VHDL 语言具有很强的移植能力

VHDL 语言很强的移植能力主要体现在: 对于同一个硬件电路的 VHDL 语言描述,它可以从一个模拟器移植到另一个模拟器上、从一个综合器移植到另一个综合器上或者从一个工作平台移植到另一个工作平台上去执行。 (4)VHDL 语言的设计描述与器件无关

采用 VHDL 语言描述硬件电路时,设计人员并不需要首先考虑选择进行设计的器件。这样做的好处是可以使设计人员集中精力进行电路设计的优化,而不需要考虑其他的问题。当硬件电路的设计描述完成以后,VHDL 语言允许采用多种不同的器件结构来实现。 (5)VHDL 语言程序易于共享和复用

VHDL 语言采用基于库 ( library) 的设计方法。在设计过程中,设计人员可以建立各种可再次利用的模块,一个大规模的硬件电路的设计不可能从门级电路开始一步步地进行设计,而是一些模块的累加。这些模块可以预先设计或者使用以前设计中的存档模块,将这些模块存放在库中,就可以在以后的设计中进行复用。

2.2.2、VHDL语言的基本结构

一个VHDL语言的设计程序描述的是一个电路单元,这个电路单元可以是一个门电路,或者是一个计数器,也可以是一个CPU。一般情况下,一个完整的VHDL语言程序至少要包含实体、结构体和程序包三个部分。

第一部分是程序包,程序包是用VHDL语言编写的共享文件,定义在设计结构体和实体中将用到的常数、数据类型、子程序和设计好的电路单元等,放在文件目录为IEEE的程序包库中。

第二部分是程序实体,实体给出电路单元的外部输入/输出接口信号和引脚信息,程序的实体名称是任意取的,但必须与VHDL程序的文件名称相同。实体的标识符是entity,实体以entity开头,以end结束。

第三部分是程序的结构体,具体描述电路内部结构和逻辑功能。结构体有三种描述方式,分别是行为(BEHAVIOR)描述方式、数据流(DATAFLOW)描述方式和结构(STRUCTURE)描述方式。结构体以标识符architecture开头,以end结尾。结构体的名称是任意取的。

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第二章EDA技术简介

2.3、本章小结

随着EDA技术的普及,硬件设计开发变得越来越方便、快捷。所以了解并掌握EDA技术的理论和熟练使用相应的设计工具,更显得必不可少。本人通过翻阅各种资料,如:机械工业出版社出版的《EDA与数字系统设计》一书,详细的了解了EDA技术的发展过程并知道了目前较为流行的设计工具有哪些,为本次毕业设计做好了必要准备,并初步制定了设计方案。

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华南理工大学广州学院本科毕业设计(论文)说明书

第三章 2FSK调制解调基本原理

3.1、2FSK的调制原理

频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK中,载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。“1”对应于载波频率,“0”对应载波频率,但是它们的振幅和初始相位不变化。其表达式为[1]:

s2FSK(t)?{其波形图如下:

Acos(?1t??n) Acos(?2t??n) (3-1)

图3-1 2FSK调制

2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以常采用模拟调频电路来实现;另一种可以采用键控法来实现,既在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通,使其在每一个码元周期Ts输出f1或f2两个载波之一。这两种方法产生的2FSK信号的差异在于:由调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。而键控法产生的2FSK信号,是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成,故相邻码元之间的相位不一定连续。

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第三章 2FSK调制解调基本原理

图3-2 键控法产生2FSK信号原理图

3.2、2FSK的解调原理

数字频率键控(FSK)信号常用的解调方法有很多种如: (1)、同步(相干)解调法

在同步解调器中,有上、下两个支路,输入的 FSK信号经过f1和f2两个带通滤波器后变成了上、下两路ASK信号,之后其解调原理与ASK类似,但判决需对上、下两支路比较来进行。假设上支路低通滤波器输出为x1,下支路低通滤波器输出为x2,则判决准则是:

判输入为f1信号?x1?x2?0? (3-2) 判输入为f2信号?x1?x2?0带通滤波f0载波f包络检波输入cos?0f抽样判决包络检波定时脉冲带通滤波f1载波fcos?1f3-3 相干解调法原理框图

接收信号经过并联的两路带通滤波器进行滤波与本地相干载波相乘和包络检波后,进行抽样判决,判决的准则是比较两路信号包络的大小。假设上支路低通滤波器输出为

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