PLD可编程逻辑设计正弦波题目.doc

可编程逻辑设计课程设计 ——正弦波、不同占空比矩形波信号发生设计 课程设计目的 掌握正弦波、不同占空比矩形波信号发生的设计方法。 掌握QUARTUSII 软件VHDL语言输入设计的全过程。 掌握数据存储及传递的过程。 原理 以正弦波为例，采用的是取样的方法，一个周期的正弦波分成64个样点，每个样点用8位的二进制数表示，所以最大值为255，最小值是0，其中32个点是递增，32个点递减，其增减关系满足公式：设A点函数值是Ya，相位值是Xa，B点函数值是Yb，相位值是Xb ,其中B点是A点的相邻的下一点，则A、B间满足：Ya/Yb=sin(Xa+180/32)/sinXa。根据这个公式可分别计算，64个样点的值，并根据这些值建立.mif文件，将这些数据存入到存储器中，如下表所示： 表1 正弦波MIF表 当这些数据依次存储，处理后经数/模转换成模拟信号，将在示波器上显示正弦波的波形。 设计内容 本实验要求基于EDA/SOPC实验平台上的FPGA及DAC，产生一定频率的正弦波、不同占空比矩形波信号，能通过键盘控制输出信号，并测量输出信号的频率和输出电压，计算输出频率与原设计频率的误差。 实验步骤 以正弦波为例，在QuartusⅡ中选择ROM数据文件编辑窗口，即在File菜单中选择New，并在New窗中选择Other files页，再选择Memory Initialization File项，单击OK按钮后产生ROM数据文件大小选择窗口。根据64点8位正弦数据的情况，可选ROM的数据数Number为64数据宽Word size取8位。单击OK按钮，将出现空的MIF数据表格。将事先计算好的样点值依次输入表格中。 定制LPM_ROM元件，完成存放波形数据ROM的设计，并将以上的波形数据加载于此ROM中。 完成正弦波信号发生的顶层设计（用VHDL语言实现）。 全程编译后进行时序仿真测试。 硬件下载测试，用示波器观察波形。 实验结果与现象 以正弦波为例，当设计文件加载到目标器件后，如将数字信号源模块的时钟选择为48KHz，用示波器观察输出波形，如下： 由图形可知，正弦波幅值为2.4V，周期22.7us。 课程设计报告 1、绘出仿真波形，并作说明。 2、将实验原理、设计过程、编译仿真波形和分析结果、硬件测试结果记录下来。 3、分析实验结果。