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摘要：衰减器在多个领域有广泛的应用。FPGA是英文Field programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是当今数字系统设计的主要硬件平台，其主要特点就是完全由用户通过软件进行配置和编程，从而完成某种特定的功能，且可以反复擦写。本论文以FPGA为基础，应用VHDL及Verilog语言设计并实现了一种利用FPGA对衰减器衰减量进行控制的数控电路。该设备能通过按键选择输出控制参数，并用LCD数码显示当前衰减参数；毫米波衰减器能够按1dB和10dB步进衰减，并具有复位功能。
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关键词 FPGA；衰减器；数控电路6958
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Design of the Numerical Control Circuit Applied in the Millimeter Wave Attenuator Based on FPGA
Abstract
The attenuator has a wide application in many areas. FPGA is short for Field programmable Gate Array. It is the common hardware platform of today’s digital system design. Based on FPGA, this paper design a FPGA that can control the attenuator Numerical Control circuit. Through the buttons, the device can select the output control parameters and show them by LCD. The device can control the attenuator to proceed 1dB or 10dB step attenuation and it has the reset function.
Keywords: FPGA; attenuator; Numerical Control
目次
1 引言 1
1.1 综述 1
1.2 主要研究工作 2
2 FPGA原理 2
2.1 FPGA工作原理及简介 2
2.2 FPGA芯片结构 4
3.1 VHDL的概述 9
3.2 VHDL语言的系统设计及特点 9
4 系统设计 10
4.1 键盘控制设计 10
4.2 数控衰减模块设计 14
4.3 LCD模块设计 16
5 实物验证 20
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录A 主要程序 26
1 键盘模块 26
2 衰减控制模块 31
3 LCD驱动模块 32
附录B 系统总框图 43
1 引言
1.1 综述
衰减器广泛使用于需要功率电平调整的各种场合，它有如下基本用途: 1) 控制功率电平：在微波超外差接收机中对本振输出功率进行控制，获得最佳噪声系数和变频损耗，达到最佳接收效果。在微波接收机中，实现自动增益控制，改善动态范围。2) 去耦元件：作为振荡器与负载之间的去耦合元件。3) 相对标准：作为比较功率电平的相对标准。4) 用于雷达抗干扰中的跳变衰减器：是一种衰减量能突变的可变衰减器，平时不引入衰减，遇到外界干扰时，突然加大衰减。
在雷达设备中，使用衰减器，其主要目的是为了扩大接收机的动态范围。目前我国正处在十二五发展的关键时期，实现军事装备的现代化成为国家高度重视的任务之一。而我们国内的一些科研院所使用的是机械式手动衰减器，当遇到灵敏度相对较高的雷达时，手动衰减器无论在反应速度还是在操作的灵活性上，都具有其自身难以克服的弊端，很难适应使用中信号强弱出现变化幅度较大这种情况，从某种程度上影响了武器装备的效能和发展。因此，作为雷达设备的一种通用器件，设计出一种使用灵活、便于操作、步进衰减量小，同时又具有直观显示的数控衰减器十分必要。而微型计算机拥有强大的软、硬件逻辑功能、高性能价格比、高可靠性，为数控衰减器的研究与设计提供了强有力的手段。