1. 研究目的与意义（文献综述）

信号检测是指在生产、科研、试验及服务等各个领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行检查和定量测量。近年来随着科学技术的快速发展及集成电路的大量生产和应用，模拟信号检测系统作为一种功能性很强的工具，在自动控制系统、测量仪表及其它电力电子设备中得到越来越广泛的应用，已广泛深入到电子系统设计应用的各个领域。特别是它在检测技术中的应用，使电子测量技术进入了高灵敏度时代。

在实际的设计生产中，从事科研、高精度检测、精密处理等的工程技术人员以及使用模拟系统做电子系统的设计、测试人员都迫切希望能在工作中快速得到所需要的精确参数便于分析处理，这就要求对常用重要参数达到快速准确的测试。国外在模拟信号检测领域起步较早，技术也已十分成熟，早已进入全自动和高精度检测时代。如美国布朗#8226;夏普公司、日本奥林巴斯公司生产的全自动检测仪，能迅速高效地对模拟信号进行分析处理，且操作简单方便。而国内由于起步较晚，目前还停留在半自动化时代，模拟系统参数快速测试水平还不够完善。比如深圳美高蓝电子仪器有限公司、杭州美控自动化技术有限公司生产的台式模拟信号测试仪器，不仅需要大量的手动操作，而且参数测试速度慢，测试结果精度不够高，越来越难以满足电子系统和设备在实验、设计、生产、维护中对检测仪表的需要。

近年来，随着基于fpga 的eda 技术的发展和应用领域的扩大与深入， eda 技术在电子信息、通信、自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。模拟信号的检测及处理也可以在数字电路的基础上实现。本次采用fpga器件设计的模拟信号检测系统，依靠于数字化的测量，采用vhdl硬件描述语言，以fpga器件作为控制核心，使整个系统非常精简，不仅能达到要求的技术指标，相比较于传统的检测系统，还具有速度快、实时性好、可靠、抗干扰性强等优点。可以让使用该系统的工作人员快速而准确地得到所需要的参数并且处理，让电子产品的研究周期缩短，电子设备的维护速度提高，具有良好的发展前景。

2. 研究的基本内容与方案

本次要完成的模拟信号检测系统，大致可分为六个主要部分，即：主控单元模块、数模转换模块、数据处理模块、进制转换模块、小数点控制模块和七段译码显示模块等。其中，主控单元主要用于对电路采集转换后的测量结果进行运算，处理并控制显示输出；数模转换模块完成从数字信号到模拟信号的转换；进制转换用于将二进制转换为十进制；小数点控制模块和译码电路共同完成最后的显示工作。

本次设计完成的检测系统，通过vhdl语言编写源程序，采用max plusii进行编译、仿真和下载实现其功能。系统将以cpld芯片作为主控单元芯片，整个系统在程序控制下运行，通过滑动变阻器模拟0—5v的模拟量输入，再通过电压比较器将比较得到的数据通过七段数码管显示出来，从而实现对所得数据的处理。整个系统的原理框图如下图所示：

工作时，由cpld芯片产生8位二进制循环数值通过数模转换器发出，发出的电压值从0-5.12v循环扫描，当待测模拟信号输入一个值时，比较器对输入的两个量进行比较，若输入量低于扫描值时，比较器输出为“0”，若输入量高于扫描值，比较器输出为“1”，使比较器产生正向跳变的数模转换器的数字输入量就代表模拟量的数值，得到此数值后系统将其转换并输出，在led数码管上显示的值即为模拟信号量的值。最终要求显示为习惯的十进制，所以在cpld芯片内部还须完成两次显示转换，显示的数值为xxx，其含义为x.xxv。

3. 研究计划与安排

第4-7周 设计主控电路，完成控制电路程序的编写与调试；

第8-11周 设计搭建硬件系统，并完成硬件系统测试；

第12-15周 撰写和修改毕业论文；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]胡继祖. 基于vhdl语言的电子设计自动化及其应用[j]. 信息通信,2016,11:74-75.

[2]孟祥齐. 应用vhdl语言设计a/d采样控制器[j]. 科学中国人,2016,08:53-54.

[3] 罗宇,岳淼,傅饶. vhdl中配置语句的基本用法[j]. 电脑与电信,2015,10:77-78 82.