基于fpga的信号发生器的设计6波形

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1、郑州轻工业学院电子技术课程设计题目学生姓名专业班级学号院（系）电气信息工程学院指导教师完成时间2012年06月22日郑州轻工业学院课程设计任务书题目基于FPGA的信号发生器设计专业、班级学号__姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：要求学生使用硬件描述语言设计信号发生器的FPGA源程序，实现如下功能：设计智能信号发生器，要求实现正弦波、方波、三角波、递增、递减斜波和阶梯波六种波形。基本要求：掌握FPGA的程序设计方法。2、掌握硬件描述语言语法。3、程序设计完成后要求在软件中实现功能仿真。主要参考资料：1、姜雪松,吴钰淳.VHDL设计实

2、例与仿真.机械工业出版社，2007.2、黄志伟.FPGA系统设计与实践[M].北京：电子工业出版社，2005.完成期限：2013.6.21—2013.6.25指导教师签名：课程负责人签名：2013年6月18日目录摘要I1题目分析12方案选择12.1波形函数发生方案对比选择12.2波形函数输出控制方式选择23系统细化框24各模块程序设计及仿真34.1递增斜波模块34.2递减斜波模块44.3三角波模块54.4阶梯波模块64.5正弦波模块84.6方波模块94.7输出波形选择模块105系统联调测试分析116设计总结12参考文献13附录14基于FPGA的函

3、数发生器设计摘要随着基于CPLD的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入,EDA技术在电子信息、通信、自动控制及计算机等领域的重要性FI益突出。作为一个学电子信息专业的学生，我们必须不断地去Y解更多的新产品信息，这就更加要求我们对EDA有个全面的认识。信号发生器在我们的H常屮有很重耍的应用，用VHDL语言去实现设计将会使我们对木学科知识可以更好地掌握。函数发生器是一种多波形的信号源，它可以产生方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形。木设计是一个基于VHDL的采用自顶向下设计方法实现的信号发生器，该设计方法具有外围电路简单，程序修改灵活和调试容易等特点

4、，并通过计算机仿真和实验证明了设计的正确性。关键字FPGAVHDL函数发生器1题目分析耍求设计一个函数发生器，该函数发生器能够产生递增斜波、递减斜波、方波、三角波、正弦波、及阶梯波，并且可以通过选择开关选择相应的波形输出；系统具冇复位的功能；通过按键确定输出的波形及确定是否输出波形。FPGA是整个系统的核心，构成系统控制器，波形数据生成器，加法器，运算/译码等功能。琛£茹矿^功能，确定函数发生器w由速±汽斜波产生模块、递减斜、阶梯波产生模块、正弦波产生模块、方波产生模块和按键复位控制和吋钟输入。由此可确定为：波形输出选择模2方案选择2.1波形函数

5、发生方案对比选择波形函数发生是本设计的最重耍的部分，实现函数发生的途径也有很多，因此必须选择一种易于实现且精度高的方案，以此來提高本设计的实用性。方案一：通过单片机控制D/A,输出三种波形。此方案输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节，而且达不到题目要求的六种波形。方案二：使用传统的锁相频率合成方法。通过芯片IC145152,压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的正弦波，再利用过零比较器转换成方波，积分电路转换成三角波。此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现。方案三：利用MAX038芯片组成的电路输出波形。MAX038是精密高频波形产生电

6、路，能够产生准确的三角波、方波和正弦波三种周期性波形，但无法实现阶梯波和递增递减斜波的产生。方案四：利用在系统编程技术和FPGA芯片产生。用VHDL语言编写程序，调试成功后下载至实验装置的芯片上，再利用外接D/A转换电路实现以上设计功能。此种1题目分析耍求设计一个函数发生器，该函数发生器能够产生递增斜波、递减斜波、方波、三角波、正弦波、及阶梯波，并且可以通过选择开关选择相应的波形输出；系统具冇复位的功能；通过按键确定输出的波形及确定是否输出波形。FPGA是整个系统的核心，构成系统控制器，波形数据生成器，加法器，运算/译码等功能。琛£茹矿^功能，确

7、定函数发生器w由速±汽斜波产生模块、递减斜、阶梯波产生模块、正弦波产生模块、方波产生模块和按键复位控制和吋钟输入。由此可确定为：波形输出选择模2方案选择2.1波形函数发生方案对比选择波形函数发生是本设计的最重耍的部分，实现函数发生的途径也有很多，因此必须选择一种易于实现且精度高的方案，以此來提高本设计的实用性。方案一：通过单片机控制D/A,输出三种波形。此方案输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节，而且达不到题目要求的六种波形。方案二：使用传统的锁相频率合成方法。通过芯片IC145152,压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的正弦波，再利

8、用过零比较器转换成方波，积分电路转换成三角波。此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现。方案三：利用MAX038芯片组成的电路输出波形。M