基于CPLD的双路数字光端机的设计与实现

摘要

近年来，远程监控技术的应用随着日益发展的现代安防技术和光纤技术而变得越来越广泛。安全监控在日常的生活和工作中显得非常的重要，从大的工厂加工、国内外的高速公路、所有的银行以及大小的港口，到人们日常生活的小区监控，商场监控和家里的监控等。在这些监控环境中，由光纤作为传输介质的数字光端机，已经成为远程监控应用中的首选。本文采用单根光纤传输无压缩2路视频，设计了以CPLD为核心的视频和LVDS串化/解串器的硬件设计，并运用Verilog语言完成硬件语言描述，实现了数字光端机设计。
　　本文的详细的介绍了双路数字光端机的接收端和发射端的硬件模块设计原理，和利用各个模块的时序进行软件设计。硬件部分主要介绍了视频采集与模数/数模电路，串化/解串模块、光电/电光转换模块以及核心CPLD处理模块。其主要的思路是用CPLD实现数据采集中对A/D转换、D/A转换、数据运算以及有关数据显示的控制，根据要求把控制系统换划分为 A/D转换控制模块、数据运算与处理模块、显示输出模块、D/A转换控制模块，同时确定了各个子模块的逻辑功能。
　　软件部分采用Verilog HDL硬件描述语言来描述其逻辑功能并编写源程序，在Quartus II软件平台上对每个模块进行编译、综合、仿真，这都是利用了CPLD（复杂可编程逻辑器件）其具有灵活编程的功能。本次设计的整体思路是视频信号核音频信号在发射端通过接口才集，前面的电路将其转换后送到核心芯片CPLD进行时分复接的处理，形成一组按帧传播的数据通过光纤传给接收端，接收端再分接出各路信号，送给各个模块输出。正向信号和反向信号都通过单根光纤进行传输。在论文的最后一章节，谈到了本次设计的双路数字光端机所遇到的一列问题以及如何去解决这些问题的方法。

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第一章 绪 论

1.1课题背景及国内外研究现状

1.2选题目的及意义

1.3 本论文实现的技术指标及结构安排

1.4 本章小结

第二章 数字光端机框架设计及分析

2.1框架设计和总体功能介绍

2.2 模块的介绍

2.3 本章小结

第三章 硬件电路的设计

3.1 硬件系统整体设计

3.2 发射端模块的设计

3.3接收端模块的设计

3.4 CPLD最小系统的设计

3.5 硬件电路实物图

3.6 本章小结

第四章 模块软件的实现

4.1语言的介绍

4.2 双路数字光端机实现思路

4.3视频的采集

4.4双路数字光端机模块的设计与实现

4.5 本章小结

第五章 音频模块的采集

5.1 音频采集的原理

5.2 音频采集模块电路图的设计

5.3音频采集模块软件实现

5.4本章小结

第六章 系统调试与测试

6.1 引脚分配

6.2 编程下载

6.3 RS485通信模块测试

6.4 本章小结

第七章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果