基于FPGA多功能信号发生器.doc

《VHDL语言》课程设计报告 PAGE PAGE 1 《VHDL语言》课程设计 题目：基于FPGA的多功能信号发生器 系 别：电子通信工程系 姓 名： 卢 春 菊 班 级： 医 电 051 学 号： 指导老师： 石 新 峰 设计时间：2007 目 录 前言:…………………………………………………………………1 一、设计任务:……………………………………………………………2 二、题目分析与整体构思:………………………………………………3 三、硬件电路设计:………………………………………………………4 四、程序设计:……………………………………………………………5 五、心得体会:……………………………………………………………6 附录:………………………………………………………………7 参考文献:……………………………………………………………8 前 言 在《VHDL语言》课程设计中，经过石老师的指导与讲述，我组三名同学经过讨论最终决定设计一多功能信号发生器，实现4种常见波形正弦波、三角波、锯齿波、方波的功能。并且输出信号的频率范围为100Hz~200KHz,输出频率可以调节；可以存储任意波形特征数据并能重现该波形，还可完成各种波形的线形叠加输出，具有显示输出波形、频率的功能。 通过运用VHDL语言编程，通过运用软件Quartus II 6.0，逐渐掌握EDA的用法，熟练步骤，对以后的学习与工作做了很好的铺垫；剖析整个系统运行的步骤与工作原理，从而完成对整个设计的理论分析任务，以次来指导其它设计过程；硬件电路设计主要是设计相关模块的设计思想的可视化，是相关模块的电路图的汇总和其相关仿真波形的集锦，该部分条理清晰，思路明确，从中我们可以清晰地看到该设计方案的具体模块和整个设计的原理结构实图；程序设计这一部分主要阐述该设计的设计方法与设计思想，进一步从软件设计上揭示设计构思，主要包含了整个设计所用到的模块的硬件描述语言的设计，通过这一部分的学习，对《VHDL语言》的设计方法有了进一步的学习，对其相关语言设计规范有了更深层次的掌握，能够更加熟练的做一些编程设计。 最后通过设计了解到基于PLD的EDA技术的发展和应用领域不断的扩大与深入EDA技术在电子信息、通信、自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。随着技术市场与人才市场对EDA技术的需求不断提高，产品的市场效率和技术要求也将会影响到教学与科研领域，因此这一次课程设计的开展很好的把握住了教学的改革方向，更好的锻炼了学生理论联系实践的能力。 此次课程设计对我在EDA技术的学习中有着很重要的影响，通过实验我们非常充分的运用了实验室的器材，发挥团队精神，不畏困难，根据自己所学的EDA知识，认真的分析了老师要求的设计任务，明确了设计思路，我们齐心努力下成功的完成了多功能信号发生器的设计，对EDA技术的运用有了深一层的认识，对VHDL程序语言设计有了更深的理解，并熟练掌握了杭州康芯硬件结构动态可配置型EDA+SOPC试验箱、北京达盛公司全开方式EDA+SOPC试验箱、北京达盛公司MAX7128试验箱的用法。 一、设计任务 基于《VHDL语言》，通过给定的仪器（杭州康芯硬件结构动态可配置型EDA+SOPC试验箱、北京达盛公司全开方式EDA+SOPC试验箱、北京达盛公司MAX7128试验箱）设计一个多功能信号发生器，要求： （1）能产生周期性正弦波、方波、三角波、锯齿波以及用户自己编辑的特定波形； （2）输出信号的频率范围为100Hz~200KHz,且输出频率可以调节； （3）具有显示输出波形、频率的功能。 二、题目分析与整体构思 多功能信号发生器:多功能体现在它能自动的实现四种波形的转换,还有波形的控制频率,以及用按键的方式产生任意波形. 掌握使用EDA工具设计多功能信号系统的设计思路和设计方法。体会使用EDA综合过程中电路设计方法和设计思路的不同。 首先,根据所学的知识对正弦信号发生器比较熟悉,就以正弦信号为基础展开思索.它由三个LMP模块组成,即锁相环、计数器、LMP ROM。 其次，对三个模块分析并展开。锁相环一般用于高频信号，由于要求的频率范围为100HZ~200HZ，所以去掉锁相环不考虑。但是这个频率由谁提供？经观察和了解实验箱的说明书可以通过时钟信号得到，信号来源这一问题解决了，为了确定频率需要计数器和分频器。分频器是为了得到所需要的频率范围，计数器是为了测频率周期做准备。通过查找资料把分频器和计数器的程序输入到Quartus Ⅱ中进行运行仿真，每一步都要慎重小心，错误难免的，还需要通过课本和资料一一更正。 最后，在前两个模块做好的基础上再考虑如何出波形的问题，通过对四种波形