《自动化专业综合课程设计2》题项目22.doc

《自动化专业综合课程设计2》 课程设计报告 题 目： 数字式移相信号发生器的设计 院 （系）： 机电与自动化学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2013年月日至201年月日 《自动化专业综合课程设计2》设计任务书 一、设计题目 数字式移相信号发生器的设计 二 设计主要内容 1 设计目的： （1）巩固和加深对《EDA技术及应用》及《数字电子技术》基本知识的理解，提高学生综合运用本课程所学知识的能力； （2）培养学生根据课题需要选学参考书籍、查阅手册、图表和文献资料的自学能力；通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法； （3）以学生的动手为主要内容，培养学生系统软、硬件设计、调试的基本思路、方法和技巧，并能熟练使用集成软件QuartusⅡ进行有关电路设计与分析； （4）掌握FPGA器件的正确使用方法，提高学生动手能力，能在教师指导下，完成课程任务； （5）了解与课题有关的电路以及所用的FPGA集成块的引脚和技术参数规范，学会按课程设计任务的要求编写设计总结，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图并上机调试出结果； （6）培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观念、工程观念和全局观点。 2．设计内容： 设计一个数字式移相信号发生器： （1）输出二路可移相的正弦信号； （2）正弦信号频率范围： 0H2Z—200KHZ；输入阻抗≥100KΩ； （3）具有正弦信号频率数字显示功能； （4）二路正弦信号具有0--350相位功能；相位测量绝对误差≤2o； （5）拟采用的芯片的型号为EP2C5Q208C8进行硬件证。 3 要求完成： (1) 画出系统的原理框图，说明系统中各主要组成部分的功能； (2) 编写各个模块VHDL源程序；并上机调试通过； (3) 根据软件编好用于系统仿真的测试文件； (4) 编好用于硬件验证的管脚锁定文件； (5) 记录系统仿真验证结果； (6) 记录调试过程中出现的问题及解决办法。 三、原始资料 1.正弦信号产生模块的设计原理是采用直接频率合成技术。将整个正弦周期分为64个状态（0-63），将正弦波的峰峰值分为256份（8位分辨率），将64个不同的状态对应出能合成正弦波的不同的幅值。正弦信号采样合成原理如图1所示。 图1 正弦信号采样合成图 2.数字式移相信号发生器可产生两路同频率的正弦信号，可以通过6位开关对相位差进行预 其框图为图2所示： 图2 两路同频率的正弦信号框图 3.利用FPGA将正弦波一个周期的256个采样信号依次通过D/A输出，以产生一个标准的正弦波。D/A采用8位的D/A转换器DAC0800，其器件参数请查阅DAC0800使用手册。 4.正弦波频率显示由PIN1MHZ_1模块、多频信号源模块、测频控制模块、CNT计数模块、32位锁存器模块及频率显示模块组成，此为频率计设计。 四 要求的设计成果 1 基本要求： 在QuartusII软件中新建原理图文件，编译，仿真，锁定管脚并下载到目标芯片。用示波器测试输出，可观查到两路同频率的可移相的正弦信号。 (1) 根据设计要求, 设计系统的原理框图，说明系统中各主要组成部分的功能； (2) 在QuartusII软件中， 编写各个模块VHDL源程序；并上机调试通过； (3) 根据软件编好用于系统仿真的测试文件； (4) 编好用于硬件验证的管脚锁定文件； (5) 记录系统仿真验证结果； 2 备选要求： 学生可根据课堂教学对《EDA技术及应用》所掌握知识点的实际情况，制定设计方案，从而形成难易程度不同的设计方法。注意：基本要求学生必须完成，备选要求不对所有学生作严格要求，学有余力的学生可以在基本要求完成的前提下，选择备选要求。一般来说，测频精度越高，考查评价就越高。 五 进程安排 表1 进度安排及学时分配表 序号 课程设计内容 学时分配 备注 1 集中学生学习的关键理论知识、分配设计任务、明确设计要求 2天 2 根据任务的要求进行方案构思，初选方案，绘制系统原理框图并与指导教师讨论，方案定稿。 1天 完成各模块的VHDL程序设计、编译和时序仿真 3 编程下载，结合硬件平台进行调试 2天