qdpsk调制解调器的设计.doc
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QDPSK调制解调器的设计
（陕西理工学院电信工程系通信工程专业041班陕西汉中，）
摘要：
QDPSK是现代通信中一种十分重要的调制解调方式。
利用EDA技术设计一个QDPSK调制解调器包括调制器和解调器两部分。
采用层次化设计，使用Altera公司的MAX+PLUSII的开发软件。
整个系统按照原理图，经编译，优化，仿真，成功地完成了调制解调器功能模拟，并下载到现场可编程逻辑阵列EPM7128SLC84-15从而实现了整个设计。
通过数字双踪示波器测试输入和解调输出的波形，得出了相一致的结果。
关键词 正交差分相移键控，调制，解调，电子设计自动化。
ThedesignoftheQDPSKModem
Kangshaofeng
（ShaanxiUniversityofTechnologyDepartmentOfElectornicas&Information
EngineeringCommunicationEngineeringClass041Hanzhong,,China）
Abstract:
：
TheQDPSKisakindoftomakethesolutiontoadjustthewayveryandimportantlyinthemoderncorrespondence.MakeuseofthetechniqueofEDAdesignsaQDPSKmodemtoincludetomakethemachinetoreachagreementtoadjusttwopartsofmachine.Adoptthelayerturnsthedesign,usingtheMAXofthecompanyofAltera+thedevelopmentsoftwareofthePLUSII.Thewholesystemaccordingtotheprinciplediagram,througheditandtranslate,excellentturn,reallyimitate,completedthemodemfunctiontoimitatesuccessfully,anddownloadthespot,theprogrammablelogicarrayEPM7128SLC84-15thuscarriedoutthewholedesign.Showamachinetestimportationtoreachagreementtoadjustaformofoutput'sthrougha,getmutuallyconsistentresult.
Keywords：
QDPSKEDA.
目录
摘要 2
Abstract 3
第1章绪论 6
1.1课题背景 6
1.1.1主要研究领域 7
1.2Max+PlusII简介 7
1.3设计目的 8
第2章QDPSK调制解调器设计的方案及原理 9
2.1方案比较 9
2.1.1方案一用硬件电路实现 9
2.1.2方案二用软件实现 9
2.2方案选择 9
2.3QDPSK调制、解调原理 9
2.3.1调制原理 9
2.3.2解调原理 12
图2.5QDPSK信号的差分相干解调方框图 12
图2.6QDPSK信号的相干解调方框图 12
第3章QDPSK调制解调的软件实现 15
3.1创建工程文件夹：
15
3.2输入设计项目和存盘:
15
3.3将当前设计设定为工程和选目标器件：
15
3.4时序仿真 16
3.5调制解调的总体结构图：
16
3.6调制部分的实现：
17
3.6.14位伪随机码发生器的实现 18
3.6.2双比特差分编码器的实现 19
3.6.3串\并变换器的实现 19
3.6.4串\并变换和编码部分合成的设计：
20
3.7解调部分的实现：
20
3.7.1双比特差分译码器的实现 20
3.7.2并\串变换器的实现：
21
3.8调制解调的总体仿镇结果：
22
第4章硬件乘法器的硬件实现 23
4.1编程下载 23
4.1.1管脚锁定 23
4.1.2编程下载 23
结论 24
致谢 25
参考文献 27
第1章绪论
1.1课题背景
DQPSK （DifferentialQuadraturePhaseShiftKeying） 差分四相相移键控。
四相相移键控信号简称“QPSK”。
它分为绝对相移和相对相移两种。
由于绝对移相方式存在相位模糊问题，所以在实际中主要采用相对移相方式QDPSK。
它具有一系列独特的优点，目前已经广泛应用于无线通信中，成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。
EPM7128SLC84-15器件是八十年代中期出现的一种新概念,是倍受现代数字系统设计工程师欢迎的新一代系统设计方式。
它可以在开发系统中直接进行系统仿真，也没有工艺实现的损耗。
因此在小批量的产品开发、研究场合，成本很低。
本文按照QDPSK调制解调器的设计思想，在MAX+plussii软件中，利用原理图输入的方法，结合QDPSK的调制解调原理框图，先进行计算机模拟仿真，然后下载到开发板上测试成功的对QPSK信号的进行了调制和解调。
21世纪随着电子信息时代的到来，对计算的要求更高，随着电子技术的发展各种运算模块也有了飞跃性的发展，借助于计算机的原理设计的乘法器也多种多样，乘法器的设计原理简单，思路清晰，可这么简单的模块在任何计算器中都不可缺少。
21世纪随着电子信息时代的到来，对计算的要求更高，随着电子技术的发展各种运算模块也有了飞跃性的发展，借助于计算机的原理设计的乘法器也多种多样，乘法器的设计原理简单，思路清晰，可这么简单的模块在任何计算器中都不可缺少。
当代计算机发展已经进入飞速发展的时期，尤其是一些新软件的诞生，使科学技术有了飞跃性的发展。
在电子设计领域，电子设计自动化的应用已经深入到了电子行业的各个角落。
EDA技术就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计，自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、结构综合（布局布线），以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。
本文通过对QDPSK调制解调器的设计简单概述了EDA设计的流程及工具，在设计过程中运用两种最基本的设计方法（原理图输入法和文本输入法）使读者对EDA的了解和运用有基本的认识。
主要运用MAX+plusII软件，简单介绍MAX+plusII在7000S系列开发板上的实现。
让读者对整个的EDA技术有了全面直观的了解。
随着计算机技术和大规模集成电路技术的发展,传统的通过逻辑图和布尔方程设计硬件电路的方法已大大落后于当今技术的发展,取而代之的是硬件描述语言HDL（HardwareDescriptionLanguage）,它是硬件设计领域的一次变革。
最有代表性的HDL是美国国防部开发的超高速集成电路硬件描述语言VHDL（VeryHighSpeedInte2gratedCircuitHardwareDescriptionLanguage）。
VHDL硬件描述语言具有以下几个特点:
（1）自上而下（toptodown）的高级设计方法
（2）系统的硬件描述能力强
EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。
EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可靠性，减轻了设计者的劳动强度。
电子设计自动化（EDA）的实现是与CPLD/FPGA技术的迅速发展息息相关的。
CPLD/FPGA是80年代中后期出现的，其特点是具有用户可编程的特性。
利用PLD/FPGA，电子系统设计工程师可以在实验室中设计出专用IC，实现系统的集成，从而大大缩短了产品开发、上市的时间，降低了开发成本。
1.1.1主要研究领域
⑴通信、雷达、控制、信号处理等相关系统设计和仿真分析。
⑵可提供的电路设计包括：
方案构成——系统仿真——电路图设计——PCB版图设计——集成电路版图设计——各种标准EDA文件输出。
⑶模拟、数字集成电路设计，微波集成电路（MMIC）设计；FPGA和SOPC设计、IP设计等。
⑷基于计算机网络的测控系统，各种工业控制系统设计，适合于图象采集、温度控制、湿度检测、振动等物理量的测量、分析和在线控制。
1.2Max+PlusII简介
Max+plusII（或写成Maxplus2,或MP2）是Altera公司推出的的第三代PLD开发系统.使用MAX+PLUSII的设计者不需精通器件内部的复杂结构。
设计者可以用自己熟悉的设计工具（如原理图输入或硬件描述语言）建立设计，MAX+PLUSII把这些设计转自动换成最终所需的格式。
其设计速度非常快。
对于一般几千门的电路设计，使用MAX+PLUSII，从设计输入到器件编程完毕，用户拿到设计好的逻辑电路，大约只需几小时。
设计处理一般在数分钟内内完成。
特别是在原理图输入等方面，Maxplus2被公认为是最易使用，人机界面最友善的PLD开发软件，特别适合初学者使用。
1.2.1设计流程
FPGA/CPLD设计流程为
⑴设计输入。
在传统设计中，设计人员是应用传统的原理图输入方法来开始设计的。
自90年代初，Verilog、VHDL、AHDL等硬件描述语言的输入方法在大规模设计中得到了广泛应用。
⑵前仿真（功能仿真）。
设计的电路必须在布局布线前验证电路功能是否有效。
（ASCI设计中，这一步骤称为第一次Sign-off）PLD设计中，有时跳过这一步。
⑶设计编译。
设计输入之后就有一个从高层次系统行为设计向门级逻辑电路设转化翻译过程，即把设计输入的某种或某几种数据格式（网表）转化为软件可识别的某种数据格式（网表）。
⑷优化。
对于上述综合生成的网表，根据布尔方程功能等效的原则，用更小更快的综合结果代替一些复杂的单元，并与指定的库映射生成新的网表，这是减小电路规模的一条必由之路。
⑸布局布线。
在PLD设计中，3-5步可以用PLD厂家提供的开发软件（如Maxplus2）自动一次完成。
⑹后仿真（时序仿真）需要利用在布局布线中获得的精确参数再次验证电路的时序。
（ASCI设计中，这一步骤称为第二次Sign—off）。
⑺生产。
布线和后仿真完成之后，就可以开始ASCI或PLD芯片的投产。
同样，使用Max+plusII基本上也是有以上几个步骤，但可简化为：
⑴设计输入
⑵设计编译
⑶设计仿真
⑷下载
1.3设计目的
（1）学习使用EDA集成设计软件MxplussII，电路描述，综合，模拟过程；
（2）掌握使用EDA工具设计数字系统的设计思路和设计方法。
体会使用EDA综合过程中电路设计方法和设计思路的不同。
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