基于SOPC的PWM灯控LED显示实现【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告 电子信息工程 基于 SOPC 的 PWM 灯控 LED 显示实现 一、课题研究意义及现状 PWM 是英文 “Pulse Width Modulation” 的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 PWM 的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑 1 改变为逻辑 0 或将逻辑 0 改变为逻辑 1 时，也才能对数字信号产生影响。 对噪声 抵抗能力的增强是 PWM 相对于模拟控制的另外一个

2、优点，而且这也是在某些时候将 PWM 用于通信的主要原因。从模拟信号转向 PWM可以极大地延长通信距离。在接收端，通过适当的 RC 或 LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。 对于控制 LED 灯， PWM可以更加的精确，对于调节灯的明暗灰度，可以更加的容易控制。 PWM 控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪 80 年代以前一直未能实现。直到进入上世纪 80 年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展， PWM 控制技术才真正得到应用。随着电 力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的

3、应用， PWM 控制技术获得了空前的发展。到目前为止，已出现了多种 PWM 控制技术，到目前为止主要有 8 类方法 ： 1.等脉宽 PWM 法； 2.硬件调制法 ；3.等面积法； 4.软件生成 法； 5.线电压控制 PWM； 6.单元脉宽调制法 ； 7.电流控制 PWM ； 8.矢量控制 PWM。 同样，在 SOPC 方面， SOPC 设计技术涵盖了嵌入式系统设计技术的全部内容，除了以处理器和实时多任务操作系统（ RTOS）为中心的软件设计技术、以 PCB 和信号 完整性分析为基础的高速电路设计技术以外， SOPC 还涉及目前以引起普遍关注的软硬件协同设计技术。新的调试技术也已不断涌现出来，如

4、 Xilinx 公司的片内逻辑分析仪 Chip Scope ILA 就是一种价廉物美的片内实时调试工具。 二、课题研究的主要内容和预期目标 SOPC 是一种特殊的嵌入式系统：首先它是片上系统（ SOC），即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其次，它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减 扩充、升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。 PWM 是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制 的一种非常有效的技术 。 毕业设计的具体内容： 在设计之前查阅关于 PWM 的资料，全面了解 PWM 控制 LED 灯亮度的原理，主要了解 LED 灯的明暗控制等。 1、 设计主要采用 HDL 语言编程，设

5、计一个基于 FPGA 的对于 LED 灯控的 PWM IP 核设计的程序。 2、 设计完成各个必须的模块： PWM 组件的硬件逻辑模块；顶层模块； 3、 占空比等各种数值的确定，让占空比控制 LED 灯的明暗变化。 结合上述内容，研发基于 FPGA 的 LED 灯控 PWM 设计，完成各个模块之间的连接。 LED 灯控 PWM设计的技术要求： 1、 输出信号的占空比可通过按键调节 。 2、 控制输出频率通过按键选择调节。 3、 用 Nios 仿真，并在电脑上控制，通过实验板上 LED 的明暗显示观察。 三、课题研究的方法及措施 本项目的研究基于 FPGA 的 LED 灯控 PWM IP 设计，

6、主要通过大量的查阅 PWM 技术， HDL 语言的编写和 LED 灯的控制等相关资料，先了解 PWM 技术对于 LED 灯明暗的控制，按照具体的应用找要使用的模块，并按模块分别实现各个功能，确定占空比等具体参数的数值。并且了解 FPGA 的相关知识。采用 Nios 软件，基于 FPGA 进行语言编程并完成系统仿真，最后在系统硬件验证方面，采用 电子综合设计实验开放板进行演示，并通过电脑仿真来查看结果。估计程序和各个软件的应用会是一个难点，先好好研读有关的参考书，上网查阅有关设计，从根本上掌握它。在遇问题时，根据实际情况进行相应的调整和改正。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010 年

7、 10 月 20 至 2011年 4月初。 第一阶段（ 1 周） :完成选题，明确任务，查找 PWM 的相关资料，掌握其功能应用及实现原理，了解用 PWM 对 LED 灯灰度控制的设计原理，初步确定 PWM 的应用和总体设计方案； 第二阶段（ 2 周） :查找 PWM 的有关资料及相关论文，了解用 PWM对 LED 灯灰度控制的设计方法，完成文献综述。查找与 PWM 技术控制 LED 灰度有关的外文文献，对外文文献进行仔细审阅及翻译，完成外文文献翻译； 第三阶段（ 2 周） ：对文献综述进行进一步修改，完善内容及文本格式。着手完成开题报告，准备开题答辩； 第四阶段（ 3 周） ：着手按模块进行

8、编程，完成用 PWM 控制 LED 灯灰度的基本程序的编写，并在 Nios 软件上进行仿真，查看仿真结果。 第六阶段（ 3）：总和所有设计内容，撰写毕业论文，完善与修改毕业论文；做好论文答辩的 PPT资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五、参考文献 1 王刚 ,张潋 .基于 FPGA 的 SOPC 嵌入式系统设计与典型实例 M.北京 :电子工业出版社 ,2009,1. 2 李兰英 .Nios II 嵌入式软核 SOPC 设计原理及应用 M.北京 :北京航空航天大学出版社 ,2006:198-217 3 王珏 ,曾云 .基于 FPGA 实现的多路 PWM 设计 J.中国水运 ,2008,8

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