EDA论文正弦信号发生器设计.doc

正弦信号发生器设计 摘要： Quartus II中含有大量的功能强大的LPM模块，本设计正是基于Quartus II平台开发设计的。正弦信号发生器有几部分构成，顶层文件SINGT.vhl在FPGA中实现，包含两个部分：ROM的地址信号发生器，由6位计数器担任；一个正弦数据ROM，由LPM_ROM模块构成。LPM_ROM底层是FPGA中的M4K模块。地址发生器的时钟CLK的输入频率f0与每周期的波形数据点数（在此选择64点），以及D/A输出的频率f的关系是f=f0/64。 关键词：Quartus II；VHDL；LPM_ROM；正弦信号 一、设计原理 图1所示的正弦信号发生器的结构由四个部分组成： 计数器或地址发生器（这里选6位）。 正弦信号数据ROM（6位地址线，8位数据线），含有64个8位数据（一个周期）。 VHDL顶层设计。 8位D/A（实验中可用DAC0832代替）。 图1所示的信号发生器结构图中，顶层文件SINGT.vhl在FPGA中实现，包含两个部分：ROM的地址信号发生器，由6位计数器担任；一个正弦数据ROM，由LPM_ROM模块构成。LPM_ROM底层是FPGA中的M4K模块。地址发生器的时钟CLK的输入频率f0与每周期的波形数据点数（在此选择64点），以及D/A输出的频率f的关系是f=f/64。 图1正弦信号发生器结构框图 二、步骤实施 2.1定制初始化数据文件 首先应确定图1中ROM内的波形数据文件。Quartus II软件能接受的LPM_ROM模块中的初始化数据文件的格式有两种：Memory Initialization File（.mif）格式和Hexadecimal（Intel-Format）File（.hex）格式。在此使用的是.mif格式。 利用Quartus II软件的ROM数据文件编辑窗口设置64个正弦数据，位宽取8位。如图2所示。 图2正弦初始化数据 2.2定制LPM_ROM元件 在设计正弦信号发生器前，必须首先完成存放波形数据ROM的设计。利用Quartus II软件中的MegaWizard Plug-In Manager定制正弦信号数据ROM宏模块，并将以上的波形数据加载于此ROM中。最后生成的ROM文件程序data_rom.vhd如下。 LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all;——使用宏功能库中的所有元件 LIBRARY altera_mf; USE altera_mf.all; ENTITY data_rom IS PORT( address : IN STD_LOGIC_VECTOR (5 DOWNTO 0); inclock : IN STD_LOGIC ; q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0)); END data_rom; ARCHITECTURE SYN OF data_rom IS SIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0); COMPONENT altsyncram ——例化altsyncram元件，调用了LPM模块altsyncram GENERIC ( ——参数传递语句 address_aclr_a : STRING; ——类属参量数据类型定义 init_file : STRING; intended_device_family : STRING; lpm_hint : STRING; lpm_type : STRING; numwords_a : NATURAL; operation_mode : STRING; outdata_aclr_a : STRING; outdata_reg_a : STRING; widthad_a : NATURAL; width_a : NATURAL; width_byteena_a : NATURAL); PORT( clock0 : IN STD_LOGIC ; ——altsyncram元件接口声明 address_a : IN STD_LOGIC_VECTOR (5 DOWNTO 0); q_a : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0)); END COMPONENT; BEGIN q = sub_wire0(7 DOWNTO 0); altsyncram_component : altsyncram GENERIC MA