毕业论文_eda设计基于cpld的信号发生器设计

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1、基于CPLD的信号发生器设计摘要：本文给出了一种采用CPLD作为主控器的信号发生器设计方案。由于采用EDA技术进行设计，该方案具有工作速度快，硬件体积小，可靠性高等优点。关键词：信号发生器；VHDL；EDA；CPLD1引言随着社会的发展，人们对生活的要求也逐步提高，也越来越希望在各个方面都有很大的提高，尤其是在信号方面，信号发生器作为提供测试用电信号的仪器必不可少。传统信号发生器要用模拟器件来实现，后来出现了用数字电路来设计的方案，例如采用单片机等。EDA技术的出现与可编程器件的应用改变了数字电路的设计方法。采用可编程器件进行项目开发具有费用低、开发时间短的特点,有利于新产品占领市场

2、。本文给出了一种采用CPLD作为主控部件的信号发生器设计方案，在设计输入时采用VHDL进行描述，再连入外围电路与CPLD构建起整个系统。2系统设计2.1设计要求信号发生器能够产生正弦波、方波、三角波，并可通过开关选择输出波形。2.2设计思路根据设计要求，智能信号发生器由4部分组成，既电源模块、时钟信号发生器、主控器、D/A转换模块，系统结构如图1所示。晶体振荡器产生稳定度很高的时钟信号，在时钟信号的作用下，主控器产生频率可变的波形数据信号，经数/摸转换电路最终输出所需要的波形。图1系统结构框图2.3模块设计132.3.1主控器设计在主控器内部也共有四个模块，既三角波模块，正弦波模块，

3、方波模块和一个控制模块，通过编程可以分别设计这四个模块。了【】图3CPLD内部控制原理图2.3.1.1三角波模块13三角波模块是在设计时置一变量作为工作状态标志，在此变量全为0时，当检测到时钟的上升沿时进行加同一个数操作，全为0时，进行减同一个数操作。由于A/D转换采用12位的ADC7545芯片，且设64个时钟为一个三角波周期，输出每次加/减8。设计程序如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYdeltaISPORT(clk,reset:INSTD_LOGIC;q:OU

4、TSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDdelta;ARCHITECTUREbehaveOFdeltaISBEGINPROCESS(clk,reset)VARIABLEtmp:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);VARIABLEa:STD_LOGIC;BEGINIFreset=’0’THENtmp:=””;ELSIFclk’EVENTANDclk=’1’THENIFa=’0’THENIFtmp=””THENtmp:=””;a:=’1’;ELSEtmp:=tmp+1;--------递增运算ENDIF;ELSEIFtmp=””THENtmp:=

5、””;a:=’0’;ELSEtmp:=tmp-1;---------递减运算ENDIF;ENDIF;13ENDIF;q<=tmp;ENDPROCESS;ENDbehave;2.3.1.2正弦波模块正弦波模块是对一个正弦波周期分为64个采样点，然后量化为8位2进制数据，最大值为255，最小值为0，由此得到正弦波表，经D/A转换得到波形。设计程序为：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYsinISPORT(clk,clr:INSTD_LOGIC;d:OUTINTEGERRAN

6、GE0TO255);ENDsin;ARCHITECTUREbehaveOFsinISBEGINPROCESS(clk,clr)VARIABLEtmp:INTEGERRANGE0TO63;BEGINIFclr=’0’THEND<=0;ELSIFclk’EVENTANDclk=’1’THENIFtmp=63THEN---------一个周期取64点tmp:=0;ELSEtmp:=tmp+1;ENDIF;CASEtmpIS----查表输出WHEN00=>d<=255;WHEN01=>d<=254;WHEN02=>d<=252;WHEN03=>d<=249;WHEN04=>d<=245;WH

7、EN05=>d<=239;WHEN06=>d<=233;WHEN07=>d<=225;WHEN08=>d<=217;WHEN09=>d<=207;WHEN10=>d<=197;WHEN11=>d<=186;13WHEN12=>d<=174;WHEN13=>d<=162;WHEN14=>d<=150;WHEN15=>d<=137;WHEN16=>d<=124;WHEN17=>d<=112;WHEN18=>d<=99;WHEN19=>d<=87;WHEN20=