基于vhdl语言的多功能波形发生器设计与仿真说明书

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1、基于VHDL语言的多功能波形发生器设计与仿真尹海涛102081101163电信学院控制理论与控制工程摘要：本文简要介绍了VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)的情况和应用前景，并利用VHDL语言设计出多功能波形发生器，并进行仿真研究，采用VHDL编程实现，基于可编程逻辑器件CPLD设计多波形发生器的设计方案。整个系统除晶体振荡器和D／A转换外，全部集成在一片芯片上。它可输出频率可调的正弦波、三角波、锯齿波、方波和两种或三种波形线性组合的10种波形。任意波形模块可由用户自行编辑所需波形数据，经下载在不改变整个系统硬件连接的情况下，输

2、出用户所需的特殊波形，实现了传统的波形发生器不具有的一些波形的产生。整个设计采用VHDL编程实现，其设计过程简单，极易修改，可移植性强。关键词：VHDL语言;程序设计；多功能波形发生器；线性组合；BasedonVHDLLanguageMultifunctionalWaveformGeneratorDesignAndSimulationAbstract:ThisarticlebrieflyintroducedtheVHDL(integratedcircuithardwareultra-highspeeddescriptionlang

3、uage)thesituationandtheapplicationprospectofVHDLlanguage,anddesignamulti-functionwaveformgenerator,andsimulationresearch,theprogramming,basedontheVHDLprogrammablelogicdevicesCPLDdesignmanywaveformgeneratordesignscheme.ThewholesysteminadditiontocrystaloscillatorandD/At

4、ransformationotherwise,allinAintegratedchip.Itcanoutputfrequencyadjustablesinewave,trianglewave,thesawtoothwave,squarewaveandtwoorthreewaveformoflinearcombinationof10waveform.Arbitrarywaveformmodulecanberequiredbytheusertoeditthedatainthedownload,wavedoesnotchangethes

5、ystemhardwareconnection,theoutputofthecustomerneedspecialwaveform,realizethetraditionalwaveformgeneratorisnotsomeofthewaveformproduction.Thewholedesignbytheprogramming,anditsdesignVHDLprocesssimpleandeasytomodify,portabilityisstrong.keywords:wavegenerator;linearcombin

6、ation;VHDL;CPLD39第1章绪论1.1研究波形发生器的目的与意义波形发生器是信号源的一种，主要给被测电路提供所需要的己知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和试验测试处理中的应用非常广泛。它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。目前我国己经开始研制波形发生器，并取得了可喜的成果。但总的来说,我国波形发生器还没有形成真正的产业。就目前国内的成熟产品来看,多为一些PC仪器插卡，独立的仪器和VXI系统的模块很少，并且我

7、国目前波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。1.2波形发生器的发展现状和前景展望波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。在70年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函数发生器介

8、于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的