哈工大数电课程设计设.doc

Harbin Institute of Technology 课程设计说明书（论文） 课程名称： 电子技术课程设计 设计题目：基于EEPROM的可编程波形发生器 1206161 设 计 者： 张旭 学 号： 1120610831 指导教师： 康磊 设计时间： 2014年12月4日 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名： 张旭 院 （系）：电气工程及其自动化学院2014年 12 月 1 日 至 2014年 12 月 14 日 课程设计题目：基于EEPROM的可编程波形发生器 已知技术参数和设计要求： 波形发生器能够产生方波、三角波、锯齿波和正弦波4种波形； 输出波形周期T=1s； 4种波形可选择输出。 工作量： 完成电路设计、器件选取、电路搭建、电路联调、实验测试等工作； 两周内完成电路验收，并提交课程设计报告纸质版、电子版各1份。 工作计划安排： 2014年12月1日——2014年12月2日 完成电路部分拓展部分的设计4年12月3日 调试硬件电路以及FPGA的编程4年12月4日 调试、验收、答辩 同组设计者及分工： 张旭：硬件电路，MATLAB做曲线FPGA部分 代问天：硬件电路，，理论分析 FPGA程序及调试 ：硬件电路参数计算，以及仿真验证基于EEPROM的可编程波形发生器 摘要： 在计算机控制、电子测量、通讯与电视等系统中，常常要用到各种模拟连续波形，如锯齿波、三角波、正弦波等。 本系统设计以555定时器构成多谐振荡器产生脉冲峰峰值在V左右 本系统使用BASYS2开发板，开发板上提供了按键和数码管，并且按键已经经过电容消抖，并用FPGA构建一个4进制计数器。将上述两部分结合可以构成波形选择电路。LM324运放电路采用电位器调节，可消除波形失真，并实现波形偏移量可调。 关键词：EEPROM；FPGA；BASYS2；波形发生器 1选择原因 1.1 555时钟电路 555定时器是一种用途广泛的模拟数字混合集成电路。它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器、压控振荡器等多种应用电路。从555定时器的功能表可以看出几个特点： 1. 有两个阈值电平，分别是电源电压的1/3和2/3； 2. 输出从低到高，从高到低有回差； 3. 输出端和放电端的状态一致，要通都通，要断都断； 4. 输出与两触发端是反相关系。 555定时器构成多谐振荡器 555定时器构成的多谐振荡器如图所示。它是将两个触发端合并在一起，放电端接于两电阻之间。利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是RA、RB和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平。当电容器充电达到2Vcc/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到Vcc/3时，电路的状态又开始翻转, 如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 1.2 D/A转换器件 自然界中存在的物理量大都是模拟量，如温度、时间、角度、速度等。随着数字技术的迅速发展，尤其是计算机的广泛应用，用数字电路处理模拟信号的情况非常普遍。D/A转换器是利用电阻网络和模拟开关，将二进制数D转换为与之成比例的模拟量。 常用的解码网络有权电阻解码网络和倒T形电阻解码网络。 权电阻解码网络 D/A转换器是由电阻解码网络、电子开关和运算放大器组成。Sn-1~S0是n个电子开关，受输入代码d n-1~d 0控制，当该位的值为“1”时，开关将电阻接至参考电压源VREF；当该位为“0”时，开关将电阻接地。 D/A转换器是利用电阻网络和模拟开关，将二进制数D转换为与之成比例的模拟量。电阻解码网络的优点是所用的电阻数少，缺点是阻值分散，集成电路制作困难。 集成D/A转换器DAC0832 DAC0832的典型应用 其引脚功能为： 直通工作方式：WR1、WR2、XFER及CS接低电平，ILE接高电平。即不用写信号控制，外输入数据直通内部8位D/A转换器的数据输入端。 单缓冲工作方式：WR2、XFER接低电平，使8位DAC寄存器处于直通状态，输入数据经8位输入寄存器缓冲控制后直接进入D/A转换器。 双缓冲工作方式：两个