【第一章 绪论】
1.1 研究目的及意义
基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的数字电压表设计旨在利用现代电子设计自动化（Electronic Design Automation，EDA）技术提高电路设计的效率和灵活性。与传统的模拟电压表相比，数字电压表具有更高的精度、更快的响应速度和更丰富的功能。通过FPGA实现，该设计能够快速适应不同的测量需求，缩短产品开发周期，降低开发成本。
1.2 本课题国内外研究概况、应用前景
近年来，随着EDA技术的发展，FPGA在电子系统设计中扮演着越来越重要的角色。FPGA以其可重配置性和高性能，被广泛应用于通信、工业控制、医疗设备、航空航天等领域。数字电压表作为基础的测量设备，其准确性和实时性对于各种系统的监控至关重要。基于FPGA的设计不仅提高了测量性能，还为系统集成提供了更多可能，如与其他传感器接口、数据处理和通信功能的集成。
【第二章 硬件电路设计】
2.1 ADC0809
ADC0809是一款8位逐次逼近型模数转换器（Analog-to-Digital Converter），它将输入的模拟电压信号转换为数字信号，是数字电压表的核心部件。
2.1.1 A/D转换器的主要技术指标
ADC0809的关键技术指标包括转换精度（8位，约256个量化等级）、转换速率（通常在10kHz左右）、输入电压范围（0~5V）以及分辨率（0.0195V/级）。
2.1.2 ADC0809工作原理
ADC0809采用逐次逼近方式工作，通过比较器逐步调整数字量，直到输入模拟信号与参考电压匹配。然后，这个匹配的数字值被输出，作为测量结果。
2.1.3 工作时序
ADC0809的操作受控于一系列的控制信号，包括启动转换（START）、选择输入通道（CH0~CH7）和读取数据（EOC，End of Conversion）等，确保正确无误地完成转换过程。
【第三章 FPGA功能模块的设计】
3.1 FPGA在数字电压表中的作用
FPGA是数字电压表的控制和数据处理中心，它接收ADC0809转换后的数字信号，进行必要的数据处理，如滤波、校准和显示格式转换等，并根据需要将结果显示在LCD或通过串行接口传输给其他系统。
3.2 VHDL设计
VHDL（VHSIC Hardware Description Language，超高速集成电路硬件描述语言）是用于描述和实现FPGA逻辑功能的语言。在本设计中，VHDL代码定义了数字电压表的所有逻辑功能，包括ADC接口、数据处理模块、显示驱动模块等，使得设计可以快速、灵活地在FPGA上实现。
3.3 Quartus II软件
Quartus II是由Altera公司提供的FPGA开发工具，它包含了项目管理、设计输入、综合、仿真、适配、编程等一系列功能，为FPGA设计提供了完整的解决方案。在本设计中，Quartus II被用来实现VHDL代码的编译、仿真和下载到FPGA芯片。
总结：基于FPGA的数字电压表设计充分利用了EDA技术，结合VHDL语言和Altera公司的Quartus II软件，实现了高精度、高效率的电压测量。通过ADC0809将模拟电压转化为数字信号，再由FPGA进行处理和显示，整个设计具有高度的可定制性和灵活性，适应了现代电子系统对测量设备的需求。
