课程设计（论文）-基于FPGA智能函数发生器

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1、陕西理工学院课程设计报告课题基于FPGA智能函数发生器院系电信工程系班级电子071班姓名前言波形发生器在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。现在波形发生器的实现方法通常有以下几种：（1）用分立元件组成的波形发生器：通常是单一波形发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。（2）可以由

2、晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的波形发生器IC产生。早期的波形发生器IC，如L8038、BA205、R2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。（3）利用单片集成芯片的波形发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且易于调试。鉴于此，美国马克西姆公司开发了新一代波形发生器，它克服了（2）中芯片的缺点，可以达到更高的技术指标，是上述芯片望尘莫及的。此波形发生器频率高、精度好，因此它被称为高频精密波形发生器IC。在锁相环、压控振

3、荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上都是优选的器件。目录1、方案选择………………………………………………………12、本设计的基本思路……………………………………………13系统总体方案设计……………………………………………..14、函数发生器的硬件设计…………………………………….25、函数发生器的软件设计………………………………………4(1)、正弦波的设计…………………………………………………………4(2)、方波的设计……………………………………………………………5(3)、阶梯波形的设计………………………………………………………6(4)、锯齿波的设

4、计…………………………………………………………7(5)、三角波的设计…………………………………………………………7(6)、分频器…………………………………………………………………8(7)、选择器…………………………………………………………………96、顶层设计………………………………………………………117、MAX+PLUSII仿真结果…………………………………………118、总结……………………………………………………………149、参考文献………………………………………………………15FPGA智能函数发生器的设计【摘要】函数发生器是一种多波形的信号源。可以

5、产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形。有的函数发生器还具有调制功能，可以进行调幅、调频、调相、脉宽调制和VCO控制。函数发生器有很宽的频率范围，使用范围很广，它是一种不可缺少的通用信号源。可以用于生产测试、仪器维修和实验室，还广泛的使用在其他科技领域，如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事、和宇航等。【关键字】FPGA；模块；仿真波形；原理图；智能函数发生器1、方案选择在科学研究、工程教育及生产实践中，常常需要用到信号发生器。而信号发生器的主要功能是为各种场合产生所需的信号波形。长期使用的信号发生器，大部分是由一些电子元器件组成的

6、模拟电路构成的，这类仪器作为信号源，频率可达上百MHz，但是其体积大，损耗也大。EDA技术是现代电子信息工程领域的一门新技术它是在先进的计算机工作平台上开发出来的一整套电子系统设计的软硬件工具，它提供了先进的电子系统设计方法。随着EDA技术的不断发展，当大规模可编程逻辑器件FPGA和CPLD出现，并有了相应EDA设计工具之后，其含义就不仅局限在当初的电路版图的设计自动化概念上，而当今的EDA技术更多的是指芯片内的电子系统设计自动化。硬件描述语言的发展至今已有几十年的历史，并已成功地应用到系统的仿真、验证和设计综合等方面。FPGA是英文FieldProgr

7、ammableGateArray的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。2、本设计的基本思路:Reset是复位键，但reset等于0时，信号发生器不产生任何函数，只有当reset等于1时，才会产生相应的波形；当adress=”000”产生方波；当adress=”001”产生阶梯波；当adress=”010”产生锯齿波；当adress=”011”产生三角波；当adress=

8、”100”产生正弦波；3系统总体方案设计该方案采用FPGA作为中心控制逻辑，由于