学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于IIC总线的温度补偿晶体振荡器数字控制逻辑设计

作　者: 雍文
导　师: 徐静平
学　校: 华中科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 温度补偿晶体振荡器(TCXO) IIC总线 EEPROM VerilogHDL
分类号: TN752
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 79次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

频率源是众多电子设备必不可少的组成部分,其精度直接决定着电子设备系统的稳定性。就今而言,大部分电子设备系统采用的是普通的晶体振荡器,在具有成本低、电路结构简单的同时,其输出频率与环境温度的f-T曲线近似成三次方曲线关系,这种频率飘移使得普通晶振的使用范围受到限制,尤其是一些对频率精度高度依赖的电子系统,如GPS定位系统等。因此,得到高稳定性的频率源成为需求。TCXO(Temperatue Compensation Crystal Oscillator,TCXO)是一款能够针对晶体的温频特性进行补偿的数模混合芯片,本课题的任务是完成该TCXO芯片中全部数字逻辑的设计。论文从石英晶体出发,在研究了石英晶体的物理特性和切割方式的基础上,建立石英晶体数学模型并推导出他的两种谐振频率,在此基础上给出石英晶体振荡器的补偿原理及可行性;数字逻辑部分的设计:在研究双向串行总线IIC的基础上,设计出基于同步时钟的IIC总线读/写状态机后,用VerilogHDL完成RTL代码编写并在软件平台modelsim se6.0上完成前仿真,实现总线的串行读写功能;FPGA验证阶段,采用ARM开发板作为控制主机Master,采用FPGA开发板作为从机salve,用C语言编写符合数据收发时序的代码并顺利完成两个开发板之间的串行通信,IIC总线功能得到验证。之后,在linux环境下的软件平台DC中进行综合脚本的编写,最终完成IIC模块的综合并得出满足脚本约束的综合报告;数字逻辑中的存储模块EEPROM的设计:从EEPROM的电路结构入手,详细分析了存储模块的高压产生电路及EEPROM的工作原理,在此基础上得到了EEPROM的读写时序并在仿真软件上完成仿真,得到理想的读写波形。本课题设计的同步串行IIC总线的时钟频率为50MHz,仿真和FPGA验证分别在mentor公司的modelsim和Xilinx公司的ISE下进行。电路综合在Synopsys公司的DC(Design Compiler)平台上完成,电路综合使用的是中芯国际(smic)0.18μm的库单元。基于以上软硬件设备完成本课题设计。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 振荡器分类及其相关原理  9-10
  1.3 TCXO 技术及其市场应用  10-13
  1.4 论文研究内容  13-14
2 石英晶体物理特性研究及其补偿原理  14-24
  2.1 石英晶体物理特性  14-16
  2.2 石英晶体等效电路  16-19
  2.3 石英晶体补偿原理分析  19-23
  2.4 本章小结  23-24
3 TCXO 的电路结构及IIC 协议  24-38
  3.1 TCXO 的基本结构  24-26
  3.2 控制电压产生电路  26-28
  3.3 IIC 总线协议简介  28-37
  3.4 本章小结  37-38
4 IIC 的HDL 实现以及EEPROM 存储模块设计  38-66
  4.1 IIC 中SLAVE模块的状态机及其电路结构  38-44
  4.2 IIC SLAVE模块HDL 实现  44-52
  4.3 IIC 中SLAVE模块的FPGA 验证及综合  52-60
  4.4 EEPROM 电路设计及仿真  60-65
  4.5 本章小结  65-66
5 总结与展望  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-71

基于IIC总线的温度补偿晶体振荡器数字控制逻辑设计

内容摘要

全文目录

相似论文