基于eda仿真技术的函数信号发生器的设计

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1、第9卷第l4期2009年7月科学技术与工程Vo1．9No．14July20091671—1819(2009)14—4155—04ScienceTechnologyandEngineering@2009Sci．Tech．Engng．基于EDA仿真技术的函数信号发生器的设计张秀艳李雪冰(大庆石油学院电气信息工程学院，大庆163318；大庆油田电力集团燃机电厂，大庆163155)摘要以信号发生器的基本理论为依据，运用EDA设计工具VHDL硬件描述语言采用自顶向下分层次、模块化的设计方法设计信号发生器。该设计方法具有外围电路简单、程序修改灵活和调试容易

2、等特点，并通过计算机仿真和实验证明设计的正确性。关键词信号发生器VHDLMAX+PLUSII中图法分类号TN911．7；文献标志码A是：reset是复位信号，tmp是引进的一个中间变量。通过赋值给输出值q。clk是时钟信号，当复位信号1函数信号发生器的设计方案有效时，输出为‘1，最小值设为“0”，最大值设为“255”，从“255”开始，当时钟检测到有上升沿的时利用EDA的VHDL硬件描述语言¨．2来设计候，输出就会呈现递增的趋势，减“1”。信号发生器l4J，可达到较高的频率和产生多种波建立的默认逻辑符号如图1所示。其中Q[7．．形信号，工作稳定

3、，只需改变软件部分就能改变波0]为并行输出数据；CLK为同步时钟信号；RESET形，易于调试，成本低。为复位信号。采取模块化设计思想，把系统分成几个具体的模块，在底层采用VHDL语言生成所需的基本模块J，顶层采用类似于原理图调用模块并连接。此设计采用VHDL语言中的有限状态机法进行设计，5种波形就用5种状态即5个模块，分别图1递减锯齿波是：递增锯齿波、递减锯齿波、三角波、阶梯波、方波当一个设计项目的编译完成之后，检验其是否(这里以其中三种为例)。通过波形选择模块来选能完成其逻辑功能，需要进行进一步的检验。MAX择不同的波形。+PLUSlI提供了

4、较灵活的仿真器，允许对单器件仿真，还可以交互式地指令命令或通过文本命令文件2函数信号发生器各模块功能的实现完成指定的仿真任务。仿真分析就是用来检验逻辑功能是否符合设计要求的。仿真分析时可以使2．1递减锯齿波的设计用向量输入语言定义输人激励，也可以波形编辑器采用255-0循环减法计数器实现。设计思路直接输入波形，仿真结果就可以在波形编辑器或文本编辑器中看到，也可以打印出波形文件或文本文2009年3月30日收到第一作者简介：张秀艳，女，大庆石油学院电气信息工程学院副教件。综合后仿真对于信号发生器的设计来说是十授，研究方向：信息处理、神经网络和嵌入式

5、。E-mail：xyzhang_1l3分重要的，同时仿真工作量十分大，占据了信号发@163．com。生器设计过程的很大一部分。仿真工作主要用科学技术与工程9卷MAX+PLUSII完成。运用MAX+PLUSII软件对其递减锯齿波单元进行的仿真图如图2所示。图5万'圾单兀运用MAX+PLUSII软件对方波单元进行的仿真图如图6所示。图2递减锯齿波的仿真图lR8f匦]田—1132ns—IInle~l：匝]1l口6Bns2．2阶梯波形的设计meVal}1叩0ns知0ns可采用00H、20H、60H、80H、A0H、C0H、E0H十clo砸l广]]厂[]

6、二厂]厂]二厂]__]__1厂]广]『_]厂]厂六进制计数器实现。][二二]建立的默认逻辑符号如图3所示。其中Q[7．．ll}0]为并行输出数据；CLK为同步时钟信号；RESET为复位信号。图6方波的仿真图2．4波形选择的设计波形选择模块的功能是把前面的几个波形模块联系起来，可以根据外部的开关状态选择输出的波形。在芯片上就是通过几个按键的选择来选择图3阶梯波单元模块，sel就是这个按键，sel的不同值就会选择不同运用MAX+PLUSII软件对阶梯波单元进行的的波形。如：当sel值为“1”时与递增模块对应，然仿真图如图4所示。后，“2”、“3”、

7、“4”、“5”分别与递减、三角、阶梯、方波模块对应。其他值就设为无效值。其模型如图7所示。SEL【己．．0】D1【7．。0】D己【7．．0】D3【7．．0】图4阶梯波的仿真图D4【7．．0】D5【7．．0】2．3方波的设计采用高／低电平实现，用cnt来控制方波的周图7数据选择器模块期，用a的值来控制输出到底是高电平还是低电平。注意cnt的取值，不能太大，否则方波的周期会很大，不容易看出是方波了。3信号发生器顶层电路建立的默认逻辑符号如图5所示。其中Q[7．．顶层电路的连接如图8所示。0]为并行输出数据；CLK为同步时钟信号；RESET为复位信号

8、。14期张秀艳，等：基于EDA仿真技术的函数信号发生器的设计4157sel[201elk母图8信号发生器顶层电路将上述6个模块生成符号，供顶层电路调用