基于fpga的信號發(fā)生器的設(shè)計6波形

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1、鄭州輕工業(yè)學(xué)院電子技術(shù)課程設(shè)計題目學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號院（系）電氣信息工程學(xué)院指導(dǎo)教師完成時間2012年06月22日鄭州輕工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書題目基于FPGA的信號發(fā)生器設(shè)計專業(yè)、班級學(xué)號__姓名主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：主要內(nèi)容：要求學(xué)生使用硬件描述語言設(shè)計信號發(fā)生器的FPGA源程序，實現(xiàn)如下功能：設(shè)計智能信號發(fā)生器，要求實現(xiàn)正弦波、方波、三角波、遞增、遞減斜波和階梯波六種波形?；疽螅赫莆誇PGA的程序設(shè)計方法。2、掌握硬件描述語言語法。3、程序設(shè)計完成后要求在軟件中實現(xiàn)功能仿真。主要參考資料：1、姜雪松,吳鈺淳.VHDL設(shè)計實

2、例與仿真.機械工業(yè)出版社，2007.2、黃志偉.FPGA系統(tǒng)設(shè)計與實踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.完成期限：2013.6.21—2013.6.25指導(dǎo)教師簽名：課程負(fù)責(zé)人簽名：2013年6月18日目錄摘要I1題目分析12方案選擇12.1波形函數(shù)發(fā)生方案對比選擇12.2波形函數(shù)輸出控制方式選擇23系統(tǒng)細(xì)化框24各模塊程序設(shè)計及仿真34.1遞增斜波模塊34.2遞減斜波模塊44.3三角波模塊54.4階梯波模塊64.5正弦波模塊84.6方波模塊94.7輸出波形選擇模塊105系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試分析116設(shè)計總結(jié)12參考文獻13附錄14基于FPGA的函

3、數(shù)發(fā)生器設(shè)計摘要隨著基于CPLD的EDA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大與深入,EDA技術(shù)在電子信息、通信、自動控制及計算機等領(lǐng)域的重要性FI益突出。作為一個學(xué)電子信息專業(yè)的學(xué)生，我們必須不斷地去Y解更多的新產(chǎn)品信息，這就更加要求我們對EDA有個全面的認(rèn)識。信號發(fā)生器在我們的H常屮有很重耍的應(yīng)用，用VHDL語言去實現(xiàn)設(shè)計將會使我們對木學(xué)科知識可以更好地掌握。函數(shù)發(fā)生器是一種多波形的信號源，它可以產(chǎn)生方波、三角波、鋸齒波，甚至任意波形。木設(shè)計是一個基于VHDL的采用自頂向下設(shè)計方法實現(xiàn)的信號發(fā)生器，該設(shè)計方法具有外圍電路簡單，程序修改靈活和調(diào)試容易等特點

4、，并通過計算機仿真和實驗證明了設(shè)計的正確性。關(guān)鍵字FPGAVHDL函數(shù)發(fā)生器1題目分析耍求設(shè)計一個函數(shù)發(fā)生器，該函數(shù)發(fā)生器能夠產(chǎn)生遞增斜波、遞減斜波、方波、三角波、正弦波、及階梯波，并且可以通過選擇開關(guān)選擇相應(yīng)的波形輸出；系統(tǒng)具冇復(fù)位的功能；通過按鍵確定輸出的波形及確定是否輸出波形。FPGA是整個系統(tǒng)的核心，構(gòu)成系統(tǒng)控制器，波形數(shù)據(jù)生成器，加法器，運算/譯碼等功能。琛￡茹礦^功能，確定函數(shù)發(fā)生器w由速±汽斜波產(chǎn)生模塊、遞減斜、階梯波產(chǎn)生模塊、正弦波產(chǎn)生模塊、方波產(chǎn)生模塊和按鍵復(fù)位控制和吋鐘輸入。由此可確定為：波形輸出選擇模2方案選擇2.1波形函數(shù)

5、發(fā)生方案對比選擇波形函數(shù)發(fā)生是本設(shè)計的最重耍的部分，實現(xiàn)函數(shù)發(fā)生的途徑也有很多，因此必須選擇一種易于實現(xiàn)且精度高的方案，以此來提高本設(shè)計的實用性。方案一：通過單片機控制D/A,輸出三種波形。此方案輸出的波形不夠穩(wěn)定，抗干擾能力弱，不易調(diào)節(jié)，而且達(dá)不到題目要求的六種波形。方案二：使用傳統(tǒng)的鎖相頻率合成方法。通過芯片IC145152,壓控振蕩器搭接的鎖相環(huán)電路輸出穩(wěn)定性極好的正弦波，再利用過零比較器轉(zhuǎn)換成方波，積分電路轉(zhuǎn)換成三角波。此方案，電路復(fù)雜，干擾因素多，不易實現(xiàn)。方案三：利用MAX038芯片組成的電路輸出波形。MAX038是精密高頻波形產(chǎn)生電

6、路，能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確的三角波、方波和正弦波三種周期性波形，但無法實現(xiàn)階梯波和遞增遞減斜波的產(chǎn)生。方案四：利用在系統(tǒng)編程技術(shù)和FPGA芯片產(chǎn)生。用VHDL語言編寫程序，調(diào)試成功后下載至實驗裝置的芯片上，再利用外接D/A轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)以上設(shè)計功能。此種1題目分析耍求設(shè)計一個函數(shù)發(fā)生器，該函數(shù)發(fā)生器能夠產(chǎn)生遞增斜波、遞減斜波、方波、三角波、正弦波、及階梯波，并且可以通過選擇開關(guān)選擇相應(yīng)的波形輸出；系統(tǒng)具冇復(fù)位的功能；通過按鍵確定輸出的波形及確定是否輸出波形。FPGA是整個系統(tǒng)的核心，構(gòu)成系統(tǒng)控制器，波形數(shù)據(jù)生成器，加法器，運算/譯碼等功能。琛￡茹礦^功能，確

7、定函數(shù)發(fā)生器w由速±汽斜波產(chǎn)生模塊、遞減斜、階梯波產(chǎn)生模塊、正弦波產(chǎn)生模塊、方波產(chǎn)生模塊和按鍵復(fù)位控制和吋鐘輸入。由此可確定為：波形輸出選擇模2方案選擇2.1波形函數(shù)發(fā)生方案對比選擇波形函數(shù)發(fā)生是本設(shè)計的最重耍的部分，實現(xiàn)函數(shù)發(fā)生的途徑也有很多，因此必須選擇一種易于實現(xiàn)且精度高的方案，以此來提高本設(shè)計的實用性。方案一：通過單片機控制D/A,輸出三種波形。此方案輸出的波形不夠穩(wěn)定，抗干擾能力弱，不易調(diào)節(jié)，而且達(dá)不到題目要求的六種波形。方案二：使用傳統(tǒng)的鎖相頻率合成方法。通過芯片IC145152,壓控振蕩器搭接的鎖相環(huán)電路輸出穩(wěn)定性極好的正弦波，再利

8、用過零比較器轉(zhuǎn)換成方波，積分電路轉(zhuǎn)換成三角波。此方案，電路復(fù)雜，干擾因素多，不易實現(xiàn)。方案三：利用MAX038芯片組成的電路輸出波形。M