简易多功能信号发生器.doc

1 引言 简易发生器是信号发生器的一种，在生产实践和科研领域中有着广泛的应用。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号，如正弦波、三角波、方波等，因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。 在本设计中它能够产生多种波形，如正弦波,三角波,方波等，并能实现对各种波改。正因为其在生活中应用的重要性，人们它做了大量的研究，总结出了许多实现方式。可以基于FPGA 、VHDL、单片机、DOS技能、数字电路等多种方法实现。 本设计是采用VHDL来实现的简易发生器。它能产生正弦波,三角波,方波。且对各种波形的要求如下： （1）根据按键选择不同的波形（实现正弦波,三角波,方波）；（）频率可调（）； （）EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）缩写EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言HDL（ Hardware Description language）完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。 硬件描述语言HDL是相对于一般的计算机软件语言，如：C、PASCAL而言的。HDL语言使用与设计硬件电子系统的计算机语言，它能描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。设计者可利用HDL程序来描述所希望的电路系统，规定器件结构特征和电路的行为方式；然后利用综合器和适配器将此程序编程能控制FPGA和CPLD内部结构，并实现相应逻辑功能的的门级或更底层的结构网表文件或下载文件。目前，就FPGA/CPLD开发来说，比较常用和流行的HDL主要有ABEL-HDL、AHDL和VHDL[1]。 几乎所有适于大学生做的数字逻辑电路实验都可以在计算机上利用EDA (Electronic Design Automatic—电子设计自动化)软件进行设计、仿真，只有极少量外部配件不能在计算机上进行仿真。因此，在实验前期阶段，即实验预习阶段的主要应用工具是EDA软件，利用EDA软件可以设计、仿真实验课题，进行虚拟实验。通过虚拟实验使实验者在进入真实实验前就能对预做的实验有相当的了解，甚至可以预测到实验的结果。这样在实际做实验时，可以把许多设计型实验的难度降低，同时能有更多的时间让实验者动手做实验，研究问题，提高实验效率。当前数字电路设计已由计算机辅助设计进入到以计算机为主的设计时代。 ）。基于VHDL语言设计一个简易，通过选入输入信号，可以输出正弦波三角波方波种波形信号。发生器的控制模块可以用数据选择器实现，种信号的信号选择可以用选1数据选择器实现。同时本设计使用的方法，对正弦波三角波方波和选1数据选择器元件进行调用。简易 本设计的主题思想是各个模块分别产生相应的波形，再通过一个4选1数据选择器 （1） 正弦波代码设计 正弦波的产生思想是将对模拟波形采样后的编码存入定义好的ROM中，再根据时钟循环的将这些编码顺序输出，在输出端将经过数模转换器转换后的模拟信号接入示波器即可显示正弦波形。产生正弦波的VHDL代码如下： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity sin2 is port(clock,sel:in std_logic; dout4:out integer range 0 to 255); end sin2; architecture bhv of sin2 is type mem_type is array(0 to 63) of integer range 0 to 255; constant mem:mem_type:=(255,254,252,249,245,239,233,225, 217,207,197,186,174,162,150,137, 124,112,99,87,75,64,53,43,34, 26,19,13,8,4,1,0,0,1,4,8, 13,19,26,34,43,53,64,75,87,99, 112,124,137,150,162,174,186,197,207, 217,225,233,239,245,249,252,254,255); signal address:integer range 0 to 63; begin process(clock) begin if clockevent and clock=1 then if address63 then