巴克码检测器课程设计

n { 1 “ 2 巴克码简介
巴克码主要用于通信系统中的帧同步，其特点是具有尖锐的自相关函数，便于与随机的
数字信息相区别，易于识别，出现伪同步的可能性小。

巴克码是一种具有特殊规律的二进制
码组，它是一种非周期序列。

一个 位的巴克码组为 ， ：， ，. ，}，其中 的取值是+1 或 一 1，其局部自相关函数为：
目前已发现的所有巴克码组如表 ：
表 1 已发现的巴克码组
其中，“+”表示取值为高电平1，“一”表示取值为低电平0。

依要求及上面的巴克码组
可知，8 位的巴克码发生器应在输入时钟信号作用下依次产生 01110010”的码元序列。

QuartersⅡ增加了一个新的快速适配编译选项，可缩短50%的编译时间。

快速适配功能保留了最佳性能的设置，加快了编译过程，编译速度更快，对设计性能的影响最小[3]境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。

此后VHDL在电子设计领域得到了广泛的接受，并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。

QuartersⅡ设计软件界面如图3.1所示。

图 3.1
QuartersⅡ设计软件界面
武汉理工大学《EDA课程设计》说明书
5设计原理
序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的码相同，则输出1，否则输出0。

由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的，这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列，直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置数的对应码相同。

在检测过程中，任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。

在本次设计中首先要设计一个巴克码发生器，然后再设计巴克码检测器。

5.1巴克码发生器
发生器原理：N位触发器构成的计数器可产生M个代码。

原理图：
图5.1巴克码发生器原理图
当计数脉冲不断进入由Q3Q2Q1组成的三位二进制异步计数器时，3-8译码器的8个输出经反相器后顺序输出高电平。

其中五路信号经“或非”后再和其中
1
武汉理工大学《EDA 课程设计》说明书
when "111"=>tmp1<='1' ;
when others=>tmp1<='0'; end case;
end if;
end process;
end a;
5.2 巴克码检测器
序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，当序列检测器
连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的码相同，则输出 1，否
则输出 0。

由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的，这就要求检测器必须记 住前一次的正确码及正确序列，直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置数的对 应码相同。

在检测过程中，任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。

• 序列检测器(1110010)
1
1
1
S1
S2
S3 S4
1 0 1
1
S8
0/1
1
S7 S6
S5
图 5.2 巴克码检测器状态图
用状态机设计的巴克码检测器总设计程序如下所示：
library ieee;
6编译与仿真
6.1程序编译
按要求安装好QuartersⅡ，打开已安装好的软件并新建一个工程
图6.1新建工程
完成后选择芯片，由于本次设计要求用到EP1C3T144C8芯片，因此如图5.2中选择该芯片。

图6.2选择芯片
由于本次设计要用到多种模块，应此要考虑元件例化或画连接图，为了编程简单
我们选择画连接图，如图所示在新建文档里选择“Block Diagram/Schematic File”进入画图界面，如图6.3所示：
图6.3画图界面
课程设计总程序如下所示：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity design is
port(
CLK:in std_logic;
KEY_CLR:in std_logic;
KEY_IN:in std_logic_vector(6downto0);
BELL:out std_logic;
LED:out std_logic;
LED_7:out std_logic_vector(6downto0)
);
end entity;
architecture behave of design is
component div is
6.2实验仿真
运行程序直至调试到无错误后生成实验总图如下所示
图6.4总原理图
在总体电路图界面中选择“new”中的“vector waveform file”在processing中选择simulator tool，进行仿真
图6.5新建vector waveform file
在编辑好波形输入文件后，在Process中的simulator tool中选择仿真类型为功能
仿真，并生成仿真网表。

如图所示。

图6.6选择仿真工具
巴克码发生器波形仿真器如下所示：
图6.7巴克码（01110010代码）发生器仿真波形图
巴克码检测器仿真图如下所示
图6.8
巴克码检测器仿真波形图
用过波形仿真以及在实验箱上演示可以验证此次设计达到了预期的要求。