ADS8364和AD5758数模混合设计VHDL代码Quartus仿真

名称：数字电路完成设计VHDL代码Quartus仿真

软件：Quartus

语言：VHDL

代码功能：

用VHDL设计数字电路完成:ADS8364输入,(5400-输入)9(仿真时=学号后3位),AD5758输出每位交一个p文档,包括方案分析(联系应用)、FPGA连线图、VHD文件、编译报告、完整功能仿真结果(详加说明)、亮点(研究性內容)、简要总结(针对课设)、参考文献(规范引用)

FPGA代码Verilog/VHDL代码资源下载：www.hdlcode.com

演示视频：

设计文档：

方案设计

随着数字信号处理技术的飞速发展，模拟信号与数字信号之间的转换变得日见频繁。本方案旨在利用FPGA（Field Programmable Gate Array）设计一个数字电路，实现模拟信号数字化处理后再转回模拟信号的功能。该方案使用ADS8364模数转换器（ADC）将模拟信号转换成数字信号，通过FPGA进行数字信号处理，然后再使用AD5758数模转换器（DAC）将处理后的数字信号转换回模拟信号。

FPGA是一种灵活的、可编程的集成电路，其内部逻辑块和连接可以按需配置，从而实现不同的功能。在数字信号处理领域，FPGA因其并行处理能力强、功耗低、可编程性高等特点而被广泛应用。

ADS8364是一款高性能的模数转换器，具有高采样率、高分辨率和低噪声等特点。它能够将模拟信号转换成数字信号，为数字信号处理提供输入。AD5758是一款高精度的模数转换器，能够将数字信号转换成模拟信号。其输出信号质量高，稳定性好，适用于各种需要模拟输出的场合。

该方案涉及信号处理的全过程，主要包括三个核心部分：信号输入的模数转换（ADC）、内部数字信号处理以及数模转换（DAC）后的信号输出。整个方案的设计目标是实现实时、高效的信号处理，以满足特定应用的需求。

方案框图

系统方案框图如上图所示，模拟信号首先通过ADS8364模数转换器（ADC）进行转换。ADS8364是一款高性能的ADC，能够提供快速且准确的模数转换，确保信号在转换为数字形式时失真最小。转换后的数字信号将作为后续数字信号处理的输入。转换后的数字信号被送入FPGA进行进一步处理。FPGA作为一种可编程逻辑器件，具有强大的并行处理能力，非常适合用于实时信号处理。在本方案中，FPGA将计算（5400-输入）/9。这一计算过程通过编写VHDL代码实现。经过FPGA处理后的数字信号接着通过AD5758数模转换器（DAC）进行转换，以得到最终的模拟输出信号。AD5758是一款高精度的DAC，能够确保数字信号在转换回模拟信号时的质量。转换后的模拟信号将作为系统的最终输出，满足应用需求。

该方案可广泛应用于需要对模拟信号进行数字化处理后再转回模拟信号的场合，例如传感器信号处理、音频信号处理、通信系统等。在工业自动化和智能仪表等领域，经常需要对各种传感器输出的模拟信号进行处理。通过本方案，可以实现对传感器信号的数字化处理，提高信号处理的精度和速度；在音频处理领域，常常需要对音频信号进行数字化处理以实现各种音效。本方案可以用于音频信号的数字化处理，如音频信号的放大、滤波、音量调节等；在通信系统中，模拟信号与数字信号之间的转换是必不可少的。本方案可以用于通信系统中的信号处理部分，实现信号的数字化处理和传输。

本方案利用FPGA、ADS8364和AD5758设计了一个数字电路，实现了模拟信号到数字信号的转换、数字信号处理以及数字信号到模拟信号的转换。该方案具有灵活性高、处理速度快、精度高等优点，可广泛应用于各种需要对模拟信号进行数字化处理后再转回模拟信号的场合。通过实际应用案例的分析，展示了该方案在传感器信号处理、音频信号处理和通信系统等领域的应用价值。

1. 工程文件

2. 程序文件

3. 程序编译

4. RTL图

5. 仿真图

整体仿真图

分频模块

ADS8364模块

AD5758模块

部分代码展示:

LIBRARY ieee;
   USE ieee.std_logic_1164.all;
   USE ieee.std_logic_unsigned.all;
   USE ieee.std_logic_arith.all;
--ADS8364模块
ENTITY ADS8364_module IS  
   PORT (  
      CLK         : IN STD_LOGIC;  
      rst          : IN STD_LOGIC;  
      data_in_ads   : IN STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0);   
      hold_a_ads         : OUT STD_LOGIC;  
      hold_b_ads         : OUT STD_LOGIC;  
      hold_c_ads         : OUT STD_LOGIC;   
      eoc_ads            : IN STD_LOGIC;    
      cs_ads             : OUT STD_LOGIC;    
      rd_ads             : OUT STD_LOGIC;  
      clk_ads    : OUT STD_LOGIC;   
      reset_ads  : OUT STD_LOGIC;    
      byte_ads        : OUT STD_LOGIC;    
      add_ads         : OUT STD_LOGIC;   
      A0_ads       : OUT STD_LOGIC;  
  A1_ads       : OUT STD_LOGIC;
  A2_ads       : OUT STD_LOGIC;
      DATA_OUT        : OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)  
   );  
END ADS8364_module;
ARCHITECTURE behave OF ADS8364_module IS   
    type state_type is (S_IDLE, S_START, S_HOLD,S_GEN_EOC,S_GEN_CS,S_DATA,S_CAP);  
    signal CURRENT_STATE : state_type;   
    SIGNAL CNT : INTEGER;   
 SIGNAL data_out_ads : STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0) ;
 SIGNAL ad_2_int : integer;
 SIGNAL cal_2_int : integer;
 
--计算模块
component MyCalculator is  
    Port (  
        CLK : in STD_LOGIC; -- 时钟输入  
        rst : in STD_LOGIC; -- 复位输入  
        DATA_IN : in STD_LOGIC_VECTOR(15 downto 0); -- 输入数据16位  
        DATA_OUT : out STD_LOGIC_VECTOR(15 downto 0) -- 输出数据16位结果  
    );  
end component;
 
BEGIN
  
PROCESS (CLK, rst)  
BEGIN  
    IF rst = '0' THEN  -- Reset condition detected  
        CURRENT_STATE <= S_IDLE;  
        CNT <= 0;  
reset_ads <= '0';
hold_a_ads <= '1';  -- Hold the ADS8364_module on reset 
        cs_ads <= '1';  -- Set cs_ads/rd_ads high on reset  
rd_ads <= '1';
        data_out_ads <= (others => '0');  -- 将AD_DATA清零
    ELSIF rising_edge(CLK) THEN  -- Clock edge detected  
        CASE CURRENT_STATE IS  
            WHEN S_IDLE =>  
                CURRENT_STATE <= S_START;  
reset_ads <= '0';
            WHEN S_START =>  
                CURRENT_STATE <= S_HOLD;  
reset_ads <= '1';
            WHEN S_HOLD =>  
                CURRENT_STATE <= S_GEN_EOC;  
                CNT <= 0;  -- Reset counter on entering S_HOLD  
hold_a_ads <= '0';  -- Release hold when in S_HOLD  
            WHEN S_GEN_EOC =>  
hold_a_ads <= '1';  -- Assert hold when not in S_HOLD 
cs_ads <= '1';  -- Assert cs_ads/rd_ads when not in S_GEN_CS or S_DATA 
rd_ads <= '1';
                IF eoc_ads = '0' THEN  
                    CURRENT_STATE <= S_GEN_CS;  
                ELSE  
                    CURRENT_STATE <= S_GEN_EOC;  
                END IF;  
            WHEN S_GEN_CS =>  
                CURRENT_STATE <= S_DATA;  
cs_ads <= '0';  -- De-assert cs_ads/rd_ads when in S_GEN_CS or S_DATA  
rd_ads <= '0';
            WHEN S_DATA =>  
                CURRENT_STATE <= S_CAP;  
cs_ads <= '0';  -- De-assert cs_ads/rd_ads when in S_GEN_CS or S_DATA  
rd_ads <= '0';
data_out_ads <= data_in_ads;  -- 将AD_DATA更新为ADS8364的数据 
            WHEN S_CAP =>  
cs_ads <= '1';  -- Assert cs_ads/rd_ads when not in S_GEN_CS or S_DATA 
rd_ads <= '1';
                IF CNT > 20 THEN  
                    CURRENT_STATE <= S_HOLD;  
                    CNT <= 0;  -- Reset counter before next S_HOLD  
                ELSE   
                    CNT <= CNT + 1;  
                END IF;  
            WHEN OTHERS =>  
                CURRENT_STATE <= S_IDLE;  
                CNT <= 0;  -- Reset counter on entering any unknown state  
        END CASE;

点击链接获取代码文件：http://www.hdlcode.com/index.php?m=home&c=View&a=index&aid=1067