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FPGA的波形发生器精要
西北工业大学
课 程 设 计 报 告
题 目: 波形发生器
学 院: 电子信息学院
班 级:
学生(学号): 2012301995
学生(姓名): 张雨
日期: 2014 年 1月 20日
摘 要
本设计基于FPGA开发板,利用硬件描述语言Verilog进行编程,通过DDS数字频率合成实现频率可调的正弦波、三角波、方波简易发生器。
本文所设计的内容就是基于Altera公司的现场可编程门阵列(FPGA)实现数字信号发生器的设计,FPGA具有密度高,功耗低,体积小,可靠性高等特点,设计时可以不必过多考虑具体硬件连接;本设计中应用Verilog硬件描述语言进行描述,使该数字信号发生器可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四个独立的波形,并能对所产生的四种波形的频率和进行调节。设计输出频率范围是1kz———10kHz步进是1KHZ,测量的结果在数码管上显示 。
关键词:
FPGA Verilog PS2协议 IIC协议 PCF8591
目 录
目录
课程设计目的
设计任务与要求
方案设计与论证
单元电路设计与参数计算
遇到问题的解决方法结论与心得
参考文献
附录???????????????????????????????16
题目:波形发生器
课程设计目的
1)巩固和加深所学电子技术课程的基本知识, 提高综合运用所学知识的能力;
2)培养学生根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力,提高学生独立解决工程实际问题的能力;
3)通过设计方案的分析比较、设计计算、元件选绎及电路安装调试等环节.初步掌握单实用电路的工程设计方法;
4)提高学生的动手能力.掌握常用仪器设备的正确使用方法,学会对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法;
5)了解与课题有关的电路以及元器件的工程技术规范,能按课程设计任务书的要求编写设计说明书,能正确反映设计和实验成果,能正确绘制电路图等.
设计任务与要求
任务:
利用Verilog HDL或VHDL硬件描述语言及FPGA开发板实现波形发生器和学号循环显示。
设计要求:
1、显示学号
采用数码管显示;
循环显示2个人的学号后四位;
2、根据按键输出波形
1)根据按键输入不同,分别输出正弦波、方波、三角波(频率=1KHz);
2)根据按键改变频率(频率变化范围:1KHz-10KHz,每次频率变化1KHz);
3)输出频率在数码管上显示
方案设计与论证
显示学号:直接给数码管赋值显示学号,设计时钟频率,控制跳变。
1)频率部分:开发板的时钟脉冲是50MHz,作为显示脉冲频率太高,因而首先进行分频,分到肉眼可辨别的频率;
2)显示计数部分:要求循环显示两人的学号后四位,当CP脉冲的上升沿到来的时候对其进行计数,直到cnt 32d49_999_999
3 )数码管显示部分:对于2 )中的CP脉冲上升沿的计数,前两个数码管显示输出19部分,后两面数码管当cnt = 32d24_999_999的时候显示79,否则显示88,即能实现学号后四位的循环显示
根据按键输出波形
总体方案实现及系统框图
该设计以FPGA开发平台为核心,将各波形的幅值/相位量化数据存储在ROM内,按照设定频率,以相应频率控制字k为步进,对相位进行累加,以累加相位值作为地址码读取存放在存储器内的波形数据,经D/A转换和幅度控制、滤波即可得到所需波形。波形发生器采取全数字化结构,用硬件描述语言Verilog设计实现其频率可调可显示。经开发平台的D/A转化和外加滤波整形处理波形数据,理论上能够实现任意频率的各种波形。
DDS电路一
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