1. 研究目的与意义
1.1背景
随着微电子技术、计算机技术、软件技术的高度发展及其在电子测量技术与仪器上的应用,新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现,在许多方面已经冲破了传统仪器的概念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化。在这种背景下,80年代末美国研制成功了虚拟仪器。虚拟仪器是指具有虚拟仪器面板的个人计算机仪器。它由通用个人计算机、模块化功能硬件和控制软件组成。操作人员通过友好的图形界面及图形化编程语言控制仪器的运行、完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、存储及数据生成。其4大优势在于:性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成功能。虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命,代表着仪器发展的最新方向和潮流,是信息技术的一-个重要领域,对科学技术的发展和工业生产将产生不可估量的影响。
目前以硬件描述语言（Verilog 或 VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至 FPGA 上进行测试，是现代 IC 设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块。系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。FPGA一般来说比ASIC（专用集成芯片）的速度要慢，无法完成复杂的设计，而且消耗更多的电能。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力，所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的，然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。另外一种方法是用CPLD（复杂可编程逻辑器件备）。
2. 研究内容与预期目标
2.1研究内容
本课题的主要任务是设计一个数字型的RCL测试仪。把R、L、C转换成频率信号f，转换的原理分别是555振荡电路和LC电容三点式振荡电路。数据处理得出被测频率，由该频率计算出各个参数值，数据处理后，送显示。采用测试电路的搭建（555振荡电路、LC振荡电路、FPGA电路板等）和控制电路的设计，结果通过数据处理显示在液晶显示屏上。
具体要求
3. 研究方法与步骤
3.1研究方法
（1）查阅相关资料和文献，了解国内外FPGA的发展现状，从中整理和总结出实现对FPGA的研究的方法以及优化措施，为本课题的研究做好准备。
（2）学习FPGA开发环境、设计流程及硬件描述语言Verilog HDL。
4. 参考文献
[1] 王金明.数字系统设计与Verilog HDL(第7版).电子工业出版社. 2019年01月
[2] 夏宇闻. Verilog数字系统设计教程(第3版).北京航空航天大学出版社.2017年
[3] 黄继业,陈龙,潘松.EDA技术与Verilog HDL (第3版).清华大学出版社 2017
5. 工作计划
1. 第1-3周，查阅相关文献资料，研究RCL元件参数的测量原理及其相关技术的发展状况，分析总结并撰写开题报告。
2. 第4-5周，学习Verilog HDL语言、FPGA软硬件开发环境QuartusⅡ等。
3. 第6-8周，设计并论证整体硬件电路。
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