eda课程设计-正弦波信号发生器的设计

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1、FPGA/CPLD基础课程设计—正弦波信号产生器的设计FPGA/CPLD基础课程设计课题：正弦波信号发生器的设计学院：电气信息工程学院年级：2006级电子信息工程二班姓名：学号：1导师：同组人：二〇〇九年七月第10页共10页FPGA/CPLD基础课程设计—正弦波信号产生器的设计FPGA/CPLD基础课程设计——正弦波信号产生器的设计目录目录2一、摘要3二、研究本课题的实际意义3三、设计思路43．1系统功能介绍43．2波形产生及控制原理4四、程序及仿真图54．1正弦波信号的产生54．2仿真波形图8六、参考文献9第1

2、0页共10页FPGA/CPLD基础课程设计—正弦波信号产生器的设计一、摘要函数发生器作为电子系统的重要组成部分，在电子设计领域中起着极其重要的作用。应用VHDL语言，在ALTERA公司的QUARTUSⅡ软件环境下，完成了频率可调的智能函数发生器的程序设计，并进行了逻辑综合、仿真和硬件下载，产生了正弦波、方波、三角波三种常用信号，系统的软件仿真和实验测试结果满足了设计要求，达到了预期的效果。由于设计采用了EDA技术，不但大大缩短了开发研制周期，提高了设计效率，而且使系统具有结构紧凑、设计灵活，实现简单，性能稳定的特

3、点。二、研究本课题的实际意义函数发生器作为电子系统的重要组成部分，广泛应用于电子电路、工业控制、教学科研等领域，它为电子测量和计量工作提供符合技术要求的电信号，在电子设计领域中起着极其重要的作用。QuartusII是Altera公司开发的一种针对其公司的CPLK/FPGA器件的设计、仿真、编程的工具，该软件界面友好，使用便捷，支持各种HDL，可与多种高级编程语言接口，功能齐全，是一个完全集成化的可编程逻辑设计环境。我们正是利用VHDL语言编写程序进行电路硬件描述，借助QuartusII软件平台进行程序编译、综合及

4、波形仿真，最后通过Altera公司的FPGA芯片EPEK30144-3实现智能函数发生器的设计第10页共10页FPGA/CPLD基础课程设计—正弦波信号产生器的设计三、设计思路智能函数发生器可以由递增斜波产生模块、递减斜波产生模块、方波产生模块、三角波产生模块、正弦波产生模块、阶梯产生模块和输出波形选择模块组成、总体框图如图6-3所示。图中输出Q接在D/A转换的数据端、在D/A转换器的输出端即可得到各种不同的函数波形。3．1系统功能介绍本设计是一种能够产生正弦波、三角波、方波的函数发生器，系统的始终基准频率位12

5、MHz,测频率范围200Hz---2MHz，能够在选择开关的控制下输出相应的波形信号，且生成信号的频率可以通过控制信号的设置进行调整。智能函数发生器的系统框图如图1所示。3．2波形产生及控制原理第10页共10页FPGA/CPLD基础课程设计—正弦波信号产生器的设计正弦波的产生原理是基于奈奎斯特采样定律，先对模拟信号进行采集，经量化后存入查找表中，再由累加器产生地址，通过对查找表寻址，得到离散化波形序列，最后经D/A转换输出模拟波形。方波的产生是在输出波形的前半周期输出低电平，后半周期输出高电平，从而得到占空比为5

6、0%的方波信号。三角波的产生是在输出波形的前半周期内从0累加到最大值255（8位），在后半周期从最大值减到0来实现的。四、程序及仿真图4．1正弦波信号的产生正弦波信号产生的VHDL语言为：CLRCLKCLKD[7……0]CLRSIN图模块SIND[7……0]LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYSINISPORT(CLK,CLR:INSTD_LOGIC;D:OUTINTEGERRANGE0TO255)

7、;ENDSIN;ARCHITECTURESIN_ARCOFSINISBEGINPROCESS(CLK,CLR)VARIABLETMP:INTEGERRANGE0TO63;第10页共10页FPGA/CPLD基础课程设计—正弦波信号产生器的设计BEGINIFCLR='0'THEND<=0;ELSIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIFTMP=63THENTMP:=0;ELSETMP:=TMP+1;ENDIF;CASETMPISWHEN00=>D<=255;WHEN01=>D<=254;WHEN02=>D

8、<=252;WHEN03=>D<=249;WHEN04=>D<=245;WHEN05=>D<=239;WHEN06=>D<=233;WHEN07=>D<=225;WHEN08=>D<=217;WHEN09=>D<=207;WHEN10=>D<=197;WHEN11=>D<=186;WHEN12=>D<=174;WHEN13=>D<=162;WHEN14=>D<=150;W