基于VHDL的简易波形发生器设计毕业设计（论文）.doc

唐 山 学 院 EDA技术 课 程 设 计 题 目 基于VHDL的1.设计题目：基于VHDL的2.设计内容： 设计的应实现如下功能： （1）； （2）； （3）.EDA技术实用教程[M].第2版.北京：科学出版社，2005 [2]Volnei A.Pedroni著，乔庐峰，王志功等译.VHDL数字电路设计教程[M].北京：电子工业出版社，2008 指导教师（签名）： 教研室主任（签名）： 注：可以附页 课程设计成绩评定表 出勤 情况 出勤天数 缺勤天数 成 绩 评 定 出勤情况及设计过程表现（20分） 课设答辩（20分） 设计成果（60分） 总成绩（100分） 提问 （答辩） 问题 情况 综 合 评 定 指导教师签名： 年 月 日 1 引言 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。它能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波等，在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的信号发生器[4]。 此次设计的应实现功能；；的设计方案多种多样，本设计中采用基于VHDL的方案来设计，Quartus II来进行设计与仿真，用它来实现代码输入，编译仿真，以及引脚锁定，并将代码下载到实验箱上调试。 2 波形发生器的设计 2.1 总体设计思路 波形发生器利用DAC0832实现数模转换，所以对于DAC0832要有8引脚输入，对应于EDA模块要有8引脚输出；输出波形有3中选择，要有2输入引脚来选择波形；另外对输出波形要能调频或调幅，又要有2输入引脚来选择频率或幅值；最后要有一输入脉冲来实现顺序代码的运行，要有1输入引脚来输入脉冲。综上，要有5输入，8输出。输出的信号输入到DAC0832来实现数模转换。将DAC0832的输出用示波器显示出来观察波形。 原理图如图1所示。 图1 原理图 三种波的选择发生可以利用case语句实现，代码框架如下所示。 process(clk) begin if clkevent and clk=1 then case sel is when 0 =频率可调正弦波的设计； when 1 =频率可调三角波的设计； when 2 =幅值可调方波的设计； when 3 =占空比可调方波的设计； end case; end if; end process; 2.2 波形模块设计 2.2.1正弦波设计 正弦波可以看成是由一些离散的点构成的，可以来一个脉冲输出一个离散的数也可以来in_counter个脉冲输出一个离散的数，由于人眼的视觉暂留人在示波器上看到的是连续的点，如果这些离散的数是正弦规律变化的将看到正弦波。代码如下所示。 when 0 = counter:=counter+1; if counter=in_counter then counter:=0; adder := adder+1; dataout = memory(adder); end if; 其中memory是定义的数组，代码如下所示。 type vector_array is array(0 to 63) of integer range 0 to 255; constant memory: vector_array := (255,254,252,249,245,239,233,225, 217,207,197,186,174,162,150,137, 124,112, 99,87,75,64,53,43, 34,26, 19,13,8,4,1,0, 0,1,4,8,13,19,26,34, 43,53,64,75,87,99,112,124,137, 150, 162,174,186,197,207,217,225, 233, 239,245,249,252,254,255); 2.2.2 三角波设计 三角波的输出设置上限和下限并按一定规律递增或递减。当标志flag为1时，输出递增，到达上限时，标志flag变为0；当标志flag为0时，输出递减，到达下限时，标志flag变为1；频率调试用c