聂媛媛手册可打印.docx
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聂媛媛手册可打印
本科生毕业论文(设计)
专用资料袋
中文题目
(Title)
中文
基于VHDL的FSK调制电路设计
英文
DesignofFSKModulationCircuitBasedonVHDL
CircuitBasedonVHDL
关键词(Keywords)
中文
数字基带信号;2FSK;FPGA;VHDL
英文
Digitalbasebandsignal;2FSK;FPGA;VHDL
姓名
聂媛媛
学号
07406051018
性别
女
学院
电子信息工程学院
专业
电子信息科学与技术
年级
2007级
题目来源
教师科研
题目类别
理论研究
教师推荐题目□自拟题目
指导教师
孙志雄
职称
副教授
单 位
电子信息
工程学院
成 绩
评 定
指导教师评分(45%)
最终成绩
评阅专家评分(25%)
答辩小组评分(30%)
综合成绩
材 料
清 单
材 料 名 称
材 料 名 称
毕业论文(设计)纸质材料
√
毕业论文(设计)电子材料
√
毕业论文(设计)手册
√
签 名
学生签名:
年 月 日
指导教师签名:
年 月 日
保管员签名:
年 月 日
毕业论文(设计)
工作组组长签名:
年 月 日
存档日期:
年 月 日
琼州学院
本科生毕业论文(设计)手册
论文(设计)题目:
基于VHDL的FSK调制电路设计
学院:
电子信息工程学院
专业:
电子信息科学与技术
年级:
2007级
学生姓名:
聂媛媛
学号:
07406051018
导师及职称:
孙志雄(副教授)
日期:
2011年1月4日
目录
一、开题报告
二、开题记录表
三、任务书
四、指导记录
五、指导教师评定表
六、专家评定表
七、答辩委员会评定表
八、答辩记录表
九、诚信承诺书
琼州学院本科生毕业论文(设计)开题报告
姓名
聂媛媛
性别
女
学号
07406051018
学院
电子信息工程学院
专业
电子信息科学与技术
年级
2007级
论文题目
基于VHDL的FSK调制电路设计
教师推荐题目□自拟题目
题目来源
教师科研
题目类别
理论研究
指导教师
孙志雄
选题的目的、意义(理论意义、现实意义):
FSK(FrequencyShiftKeying,频移键控)是用不同频率的载波来传送数字信号。
FSK信号具有抗干扰能力强、传输距离远等优点,在日常生活和工业控制中被广泛采用。
例如CID(CallingIdentityDelivery)来电显示,低速的Modem,铁路系统和电力系统的载波通信中广泛地使用来传送各种控制信息。
以往的FSK调制解调器采用纯硬件电路设计,集成块多、连线复杂且体积较大。
本文基于FPGA芯片,采用VHDL语言,利用层次化、模块化设计方法,提出了一种FSK调制器的实现方法。
在中低速数据传输中,特别是在衰落信道和频带较宽的信道中传输数据时,有着广泛的应用。
随着FPGA硬件成本的大幅降低,以及平台化和生态系统的逐渐完善,FPGA正在电子设计中扮演越来越重要的作用。
因此采用VHDL设计并基于FPGA芯片实现FSK调制电路具有较好的理论及应用价值。
选题的研究现状(理论渊源及演化、国外相关研究综述、国内相关研究综述):
在通信系统中,数字调制技术占有非常重要的地位。
而数字通信技术与FPGA的结合体现了现代通信系统发展的一个趋势。
实现数字频率调制的方法很多,总括起来有两类:
直接调频法和移频键控法,直接调频法是用数字基带信号直接控制载频振荡器的振荡频率,这种方法产生的调频信号是相位连续的。
虽然实现方法简单,但频率稳定度不高,同时频率转换速度不能做得太快。
频率键控法也称频率选择法,产生的FSK信号频率稳定度可以做得很高并且没有过渡频率,它的转换速度快,波形好。
本实验采用移频键控法,它便于用数字集成电路来实现。
FSK(FrequencyShiftKeying,频移键控)是利用载波的频率变化来传递数字信息。
具有抗噪声性能好、对信道变化不敏感、误码率低等优点。
并且FSK方法简单,易于实现,且解调不需恢复本地载波,可以异步传输。
在中低速数据传输中,特别是在衰落信道中和频带较宽的信道传输数据时,有着广泛的应用。
根据国际电报和电话咨询委员会(CCITT)的建议,传输速率为1200波特以下设备一般采用FSK。
传统的用硬件实现FSK的方法,特别是相干解调需要提取载波,设备相对比较复杂,占用频带较宽,频带利用不够经济,成本高。
设计基于FPGA芯片,采用VHDL语言提出了一种FSK调制解调器的实现方法。
论文(设计)主要内容(提纲):
v查阅资料,调查需求分析,列出调制系统的功能模块
v下载QuartusII软件开发工具
v学习QuartusII与FPGA芯片的连接方法
v根据需求分析设计FSK系统整体结构组成框图,包括时钟信号源、分频器、选通开关
v用VHDL语言设计文本,进行源程序的编辑
v在QuartusII软件上仿真,要求得到一个运用VHDL语言进行编程控制的2FSK调制信号。
v在FPGA芯片上编程下载文件以便进行硬件测试及验证
v在观察各信号波形的基础之上,对设计结果进行数据分析,排除错误,改进设计
v撰写毕业论文
v制作PPT准备答辩
拟研究的主要问题、重点和难点:
设计的主要工作是查阅资料,调查目前FSK调制电路的主要性能及需求,整个设计基于ALTERA公司的Quartus开发平台,在此基础之上列出VHDL语言的FSK的通信系统方框图,设计电路图,并编程实现一个调制电路。
重点是调查系统需求,将软硬件结合起来实现调制电路的功能,达到预期效果。
其中基于VHDL的FSK系统设计及硬件调试是本设计的难点。
研究目标:
采用FPGA芯片进行设计,可对信号的调制实现软处理,减少传统方法硬件电路复杂的缺点。
本文采用一种用分频法进行调制的方案。
这种方案利用数字基带信号去控制可变分频器的分频比来改变输出载波频率,产生一种相位连续的FSK信号,通过VHDL编程进行控制,在EDA技术开发平台上实现FSK调制电路的设计,实现起来比较简单。
研究方法、技术路线、实验方案、可行性分析:
研究方法、技术路线、实验方案:
查阅搜集相关资料,调查目前FSK调制电路的主要性能及需求,在此基础之上对FSK的通信系统进行建模,并构造调制电路的系统方框图。
下载开发工具,根据实际系统展开。
本课题利用EDA技术,采用QuartusII开发工具,并在ACEX1K系列FPGA硬件上实现,具有较高的实用性和可靠性。
通过对FPGA芯片的下载、仿真进行研究,给出了用VHDL语言设计出调制部分的总模块。
仿真通过后,形成顶层文件完成系统的整体设计,最后将软硬件相互结合,下载至EDA实验箱上的FPGA芯片,进行硬件测试,实现了发端和收端的全数字FSK通信,验证了设计的正确性,说明用大规模集成电路设计的FSK通信系统在传输效率、误码率以及抗干扰性等方面有较好的特性。
可行性分析:
本系统所使用的软件开发工具QuartusII可以从Google网站免费下载,很多资料可以从中国知网上下载,所涉及的EDA技术是我们在大三期间学过的一门课程,其中的理论知识一般比较简单,易于理解,因而也便于掌握。
需要的硬件实验条件只是EDA实验箱和一台能上网的计算机即可。
本系统只实现了基本的功能,不涉及复杂的和巨大的工作量问题,工作量比较适中。
因而,切实可行。
研究的特色与创新之处:
以往的键控移频调制解调器采用“固定功能集成电路+连线”方式设计;集集成块多,连线复杂,容易出错,且体积较大,本设计采用ACEX1K系列的FPGA芯片,可对信号的调制和解调实现软处理,有效地缩小了系统的体积,减少传统方法硬件电路复杂的缺点,降低了成本,增加了可靠性,同时系统采用VHDL语言进行设计,具有良好的可移植性及产品升级的系统性。
本文采用一种用分频法进行调制的方案。
这种方案利用数字基带信号去控制可变分频器的分频比来改变输出载波频率,产生一种相位连续的FSK信号,通过VHDL编程进行控制,实现起来比较简单。
进度安排及预期结果:
进度安排:
2010.10.5-2009.10.25查阅资料,选题
2010.10.26-2009.11.21开题
2010.11.22.22-2010.11.28系统需求调查,整体进行建模
2010.11.29.22-2010.12.12程序设计,仿真下载调试
2010.12.13.22-2010.12.26对结果综合分析,不足之处加以改进
2010.12.26-2010.1.6撰写论文、英文翻译(3000字)、填写毕业指导手册
预期结果:
实现一个运用VHDL语言进行编程控制的FSK调制系统。
参考文献:
[1]罗新民,张传生,薛少丽.现代通信原理[M].北京:
高等教育出社,2003:
335-338.
[2]孙志雄,李太君.基于VHDL的MFSK调制电路设计与仿真[J].通信技术,2009,46(02):
66-70.
[3]梅灿华,张潜.基于FPGA的键控移频调制解调器的设计与实现[J].安徽大学学报(自然科学版),2003,27(02):
22-27.
[4]杨海斌.FSK通信系统调制解调电路设计[J].煤炭技术,2010,29(09):
144-145.
[5]符策.二进制移频键控在数字通信中的解调[J].大连海事大学学报,2003,29(03):
101-102.
[6]侯伯民,尹亚军,张春晶.基于CPLD的FSK信号发生器的设计[J].漯河职业技术学院学报(综合版),2004,2(3):
1-4.
[7]CorporationA.CycloneIIDeviceHandbook(Allsections).CII51-2.3,2005.
[8]潘松,黄继业.EDA技术使用教程[M].北京:
科学出版社,2009:
208-270.
[9]陈华鸿.频移键控(FSK)及其最新应用[J].现代计算机,2000(09):
36-38
[10]吴海涛,梁迎春,陈英俊.基于FPGA的全数字FSK调制解调器设计[J].现代电子技术,2007,23:
72-76.
指导教师意见:
指导教师签名:
年月日
答辩小组意见:
组长签名:
年月日
备注:
1、题目来源栏应填:
教师科研、社会实践、实验教学、教育教学等;2、题目类别栏应填:
应用研究、理论研究、艺术设计、程序软件开发等。
琼州学院本科生毕业论文(设计)开题记录表
姓名
聂媛媛
性别
女
学号
07406051018
学院
电子信息工程学院
年级
2007级
专业
电子信息科学与技术
指导教师
孙志雄
职称
副教授
论文题目
基于VHDL的FSK调制电路设计
学生陈述:
教师提问及学生回答:
结论:
□通过 □未通过
组员签名:
记录员签名:
组长签名:
学院(公章)
年月日
琼州学院本科生毕业论文(设计)任务书
姓名
聂媛媛
性别
女
学号
07406051018
学院
电子信息工程学院
年级
2007级
专业
电子信息科学与技术
指导教师
孙志雄
职称
副教授
论文题目
基于VHDL的FSK调制电路设计
一.研究的主要内容
1、研究目标
基于ALTERA公司的Quartus开发平台,采用FPGA芯片,运用VHDL语言编程实现FSK调制电路。
并在此基础上,可对信号的调制实现软处理,并撰写毕业论文。
2、论文(设计)主要内容(提纲)
v查阅资料,调查需求分析,列出系统的功能模块
v下载QuartusII软件开发工具
v学习QuartusII与FPGA芯片的连接方法
v根据需求分析设计FSK系统整体结构组成框图,包括时钟信号源、分频器、选通开关
v用VHDL语言设计文本,进行源程序的编辑
v在QuartusII软件上仿真,要求得到一个运用VHDL语言进行编程控制的2FSK调制信号。
v在FPGA芯片上编程下载文件以便进行硬件测试及验证
v对设计结果进行数据分析,排除错误,改进设计
v撰写毕业论文
v制作PPT准备答辩
3、拟研究的主要问题、重点和难点
设计的主要工作是查阅资料,调查目前FSK调制电路的主要性能及需求,整个设计基于ALTERA公司的Quartus开发平台,在此基础之上列出VHDL语言的FSK的通信系统方框图,设计电路图,并编程实现一个调制电路。
重点是调查系统需求,将软硬件结合起来实现调制电路的功能,达到预期效果。
其中的VHDL编译系统的设计及硬件调试是本文的难点。
二.有关要求
1.应收集的资料及主要参考文献
[1]罗新民,张传生,薛少丽.现代通信原理[M].北京:
高等教育出社,2003:
335-338.
[2]孙志雄,李太君.基于VHDL的MFSK调制电路设计与仿真[J].通信技术,2009,46(02):
66-70.
[3]梅灿华,张潜.基于FPGA的键控移频调制解调器的设计与实现[J].安徽大学学报(自然科学版),2003,27(02):
22-27.
[4]杨海斌.FSK通信系统调制解调电路设计[J].煤炭技术,2010,29(09):
144-145.
[5]符策.二进制移频键控在数字通信中的解调[J].大连海事大学学报,2003,29(03):
101-102.
[6]侯伯民,尹亚军,张春晶.基于CPLD的FSK信号发生器的设计[J].漯河职业技术学院学报(综合版),2004,2(3):
1-4.
[7]CorporationA.CycloneIIDeviceHandbook(Allsections).CII51-2.3,2005.
[8]潘松,黄继业.EDA技术使用教程[M].北京:
科学出版社,2009:
208-270.
[9]陈华鸿.频移键控(FSK)及其最新应用[J].现代计算机,2000,(09):
36-38
[10]吴海涛,梁迎春,陈英俊.基于FPGA的全数字FSK调制解调器设计[J].现代电子技术,2007,23:
72-76.
2.外文翻译要求
TheVHDLStandard(约3000单词)
标准的硬件描述语言(VHDL)
3、论文撰写(设计)要求
v查阅资料,选题
v开题
v按照指导老师下达的任务书要求,利用所学专业知识,在ALTERA公司的QuartusII软件环境下,利用VHDL语言及FPGA芯片,将软硬件结合起来实现调完成FSK调制系统的设计。
v英文翻译
v填写毕业指导手册
v做毕业答辩PPT,准备答辩
三.毕业论文(设计)进度安排
1、研究方法、技术路线、实验方案
查阅搜集相关资料,调查目前FSK调制电路的主要性能及需求,在此基础之上对FSK的通信系统进行建模,并构造调制电路的系统方框图。
下载开发工具,根据实际系统展开。
本课题利用EDA技术,采用QuartusII开发工具,并在ACEX1K系列FPGA硬件上实现,具有较高的实用性和可靠性。
通过对FPGA芯片的下载、仿真进行研究,给出了用VHDL语言设计出调制部分的总模块。
仿真通过后,形成顶层文件完成系统的整体设计,最后将软硬件相互结合,下载至EDA实验箱上的FPGA芯片,进行硬件测试,实现了发端和收端的全数字FSK通信,验证了设计的正确性,说明用大规模集成电路设计的FSK通信系统在传输效率、误码率以及抗干扰性等方面有较好的特性。
2、进度安排及预期结果
进度安排:
2010.10.15-2009.10.25查阅资料,选题
2010.11.14-2009.11.21开题
2010.11.22.22-2010.11.28系统需求调查,整体进行建模
2010.11.28.22-2010.12.12程序设计,仿真下载调试
2010.12.13.22-2010.12.26对结果综合分析,不足之处加以改进
2010.12.26-2010.1.6撰写论文、英文翻译(3000字)、填写毕业指导手册
预期结果:
实现一个运用VHDL语言进行编程控制的FSK调制系统。
三.任务执行日期
自年月日起,至年月日止。
学生(签名):
指导教师(签名):
学院领导(签名):
学院(公章)
年月日
琼州学院本科生毕业论文(设计)指导记录
姓名
聂媛媛
性别
女
学号
07406051018
学院
电子信息工程学院
年级
2007级
专业
电子信息科学与技术
指导教师
孙志雄
职称
副教授
论文题目
基于VHDL的FSK调制电路设计
时间
毕业论文(设计)指导情况
指导教师签名:
年 月 日
指导教师签名:
年 月 日
指导教师签名:
年 月 日
指导教师签名:
年 月 日
指导教师签名:
年 月 日
说明:
1、此表为学生做毕业论文(设计)过程中教师指导学生的动态记录表,供学生在接受指导教师指导时使用。
2、在论文期间,指导教师每两周至少应检查一次学生的工作进度,学生负责保管此表,并填写指导教师每次指导的主要内容。
论文(设计)完成后,此表应放入本科生毕业论文(设计)手册。
琼州学院本科生毕业论文(设计)指导教师评定表
姓名
聂媛媛
性别
女
学号
07406051018
学院
电子信息工程学院
年级
2007级
专业
电子信息科学与技术
论文题目
基于VHDL的FSK调制电路设计
序号
评价内容
分数
序号
评价内容
分数
1
准备过程的态度(10分)
5
创新性(10分)
2
论文写作(设计)的态度(20分)
6
综合能力(10分)
3
理论意义或现实意义(15分)
7
写作水平(10分)
4
工作量与难度(15分)
8
写作规范(10分)
总分
答辩资格确定
□同意答辩
□不同意答辩
评语[包括对毕业论文(设计)准备过程的态度、论文写作(设计)的工作态度、论文(设计)的理论意义或现实意义、工作量与难度、毕业论文(设计)的创新性、综合应用所学知识的能力、写作水平、写作规范等方面的评价,毕业论文(设计)中存在的问题及改进建议,并给出是否同意答辩的意见]
指导教师(签名):
年月日
琼州学院本科生毕业论文(设计)专家评定表
姓名
聂媛媛
性别
女
学号
074060510018
学院
电子信息工程学院
年级
2007级
专业
电子信息科学与技术
论文题目
基于VHDL的FSK调制电路设计
评阅专家姓名
职称
单位
序号
评价内容
分数
序号
评价内容
分数
1
理论意义或现实意义(20分)
4
综合能力(15分)
2
工作量与难度(20分)
5
写作水平(15分)
3
创新性(15分)
6
写作规范(15分)
总分
水平确定
□已达到答辩水平
□未达到答辩水平
评语[包括对毕业论文(设计)的理论意义或现实意义、工作量与难度、毕业论文(设计)的创新性、综合应用所学知识的能力、写作水平、写作规范等方面的评价,毕业论文(设计)中存在的问题及改进建议,并给出是否达到答辩水平的意见]
评阅专家(签名):
年月日
琼州学院本科生毕业论文(设计)答辩委员会评定表
姓名
聂媛媛
性别
女
学号
07406051018
学院
电子信息工程学院
年级
2007级
专业
电子信息科学与技术
论文题目
基于VHDL的FSK调制电路设计
答辩小组评定成绩
序号
评价内容
分数
序号
评价内容
分数
1
理论意义或现实意义(15分)
4
综合能力(10分)
2
工作量与难度(15分)
5
论文(设计)陈述(20分)
3
创新性(10分)
6
论文(设计)答辩(30分)
总分
是否通过答辩
□通过
□未通过
评语[包括对毕业论文(设计)的理论意义或现实意义、工作量与难度、毕业论文(设计)的创新性、综合应用所学知识的能力、论文(设计)陈述、论文(设计)答辩等方面的综合评价,并给出是否答辩通过]
答辩组组员(签名):
答辩组组长(签名):
年月日
综合成绩
指导教师评分(45%)
最终成绩
评阅专家评分(25%)
答辩小组评分(30%)
答辩委员会决议
该毕业论文(设计)的最终成绩为“优秀”(不超过25%)、“良好”、“合格”、“不合格”:
学院答辩委员会主席(签名):
年月日
琼州学院本科生毕业论文(设计)答辩记录表
姓名
聂媛媛
性别
女
学号
07406051018
学院
电子信息工程学院
年级
2007级
专业
电子信息科学与技术
指导教师
孙志雄
职称
副教授
论文题目
基于VHDL的FSK调制电路设计
学生陈述:
教师提问及学生回答:
问题1
问题2
问题3
问题4
是否通过答辩:
□通过 □未通过
组员签名:
记录员签名:
组长签名:
学院(公章)
年月日
琼州学院本科生毕业论文(设计)诚信承诺书
中文题目
基于VHDL的FSK调制电路设计
外文题目
DesignofFSKModulation
CircuitBasedonVHDL
学生姓名
聂媛媛
学号
07406051018
学院
电子信息工程学院
班级
07电子信息本
(1)班
专业
电子信息科学与技术
学生承诺
我承诺在毕业论文(设计)活动中遵守学校有关规定,恪守学术规范,本人毕业论文(设计)内容除特别注明和引用外,均为本人观点,不存在剽窃、抄袭他人学术成果,伪造、篡改实验数据的情况。
如有违规行为,我愿承担一切责任,接受学校的处理。
学生(签名):
年月日
指导教师承诺
我承诺在指导学生毕业论文(设计)活动中遵守学校有关规定,恪守学术规范,经过本人核查,该生毕业论文(设计)内容除特别注明和引用外,均为该生观点,不存在剽窃、抄袭他人学术成果,伪造、篡改实验数据的现象。
指导教师(签名):
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