verilog硬件描述语言课程设计

1VERILOG课程设计题目函数发生器（方波和阶梯波）学生姓名专业班级指导教师完成日期2目录1、概述12、功能23设计方案（设计的技术方案、工作原理、设计框图）34设计与仿真115、结束语146附录1531概述（1）实验目的在基于QUARTUS2软件平台下，运用VERILOG硬件描述语言来进行编写两种波形（方波和阶梯波）发生的程序，并结合DE2板与DVCC实验板上的D/A转换器在示波器显示出波形。初步了解VERILOG的编程及DE2板的应用，加强对其的实际应用操作能力。（2）实验要求运用DE2上的DAC实现方波、阶梯信号发生器功能。方波频率、占空比可设置。阶梯波信号频率、幅度可调。在完成基本要求的基础上，可进一步增加功能、提高性能。42功能实验内容5利用简易函数发生器基本要求运用DE2上的DAC实现方波、阶梯信号发生器功能。方波频率、占空比可设置。阶梯波信号频率、幅度可调。在完成基本要求的基础上，可进一步增加功能、提高性能。53设计方案（1）设计流程图时钟信号累加器设置时钟信号F_CLK设置频率控制字P利用存储器存储32个采样点16个梯形波采样点，16个方波采样点设置选择端口CHOOSE16个阶梯波采样点01516个方波采样点1631CHOOSE0CHOOSE1送至输出端口DATA输出程序结束6（2）波形产生的基本原理1先利用时钟信号F_CLK产生一个工作频率,输入的频率字保存在频率寄存器中,经位相位累加器,累加一次,相位步进增加,经过内部ROM波形表得到相应的幅度值,经过D/A转换和低通滤波器得到合成的波形。2利用存储器，先把定点值存入存储器中，再通过CHOOSE选择所需要的那段地址的值，在通过DATA读出值。3最后利用波形仿真，通过转换把数字量转换为波形图。（3）产生波形频率可调的方法采用设置频率控制字的方法，设置一个输入端口【50】Q，并且下载时将其绑定在6个控制开关上，可以实现频率的调整，采用2进制，Q的值就是频率的缩小（扩大）倍数。7（4）源程序MODULESQF_CLK,P,CHOOSE,DATA/端口设定INPUT50P/频率控制字INPUTCHOOSE/波形选择INPUTF_CLK/内置晶振OUTPUT70DATAWIRE70DATAREG50ADDR,ADDRESSREG50IREGF_OUTINITIALBEGINI0ADDR0F_OUT0ENDALWAYSPOSEDGEF_CLK/利用计数器实现任意分频BEGINIFIP/设定频率控制字PBEGIN8I0F_OUTF_OUTENDELSEII1ENDFUNCTION70ROMOUT/ROM的设定INPUT50ADDRESSCASEADDRESS/各波形初值的预装入0ROMOUT255/阶梯波初值1ROMOUT2552ROMOUT2553ROMOUT2554ROMOUT1285ROMOUT1286ROMOUT1287ROMOUT1288ROMOUT649ROMOUT6410ROMOUT6411ROMOUT64912ROMOUT013ROMOUT014ROMOUT015ROMOUT016ROMOUT255/方波初值17ROMOUT25518ROMOUT25519ROMOUT25520ROMOUT25521ROMOUT25522ROMOUT25523ROMOUT25524ROMOUT025ROMOUT026ROMOUT027ROMOUT028ROMOUT029ROMOUT030ROMOUT031ROMOUT0DEFAULTROMOUT10HXX10ENDCASEENDFUNCTIONALWAYSPOSEDGEF_OUTBEGINIFADDR16/波形数据切换ADDR0ELSEADDRADDR1CASECHOOSE/波形选择开关设定0ADDRESSADDR1ADDRESSADDR16ENDCASEENDASSIGNDATAROMOUTADDRESS/将ROM中对应数据传递输出端口DATA输出ENDMODULE114程序编译及仿真结果（1）引脚的绑定图（2）仿真编译图阶梯波仿真结果12方波仿真结果（3）波形产生效果图阶梯波效果图13方波效果图145结束语经过两周的课程设计，我觉得自己更进一步认识了VERILOG语言的使用，并且对整个设计制作和仿真流程有了更深入的了解，从实验的迷惑到后来的熟练操作，再到实验报告撰写的结束，其中的每一步都是我受益匪浅。坚持靠自己的独立思考并通过一步步的调试，最终成功地摸索程序并且进行了进一步优化最终完成实验，不但锻炼了逻辑思维能力，并且锻炼了自己的独立探索能力。虽然自己的程序不是那么完美，但是每一步都有自己的劳动，都有自己的思想在其中，可以说，实验的结果自己还是比较满意的。但是很明显有许多有待加强的地方。实验综合性较强也比较复杂，在实验中涉及了本学期多个知识点，其中让我印象最深的是INITIAL语句和FUNCTION说明语句，因为这两个语句之前用得比较少。我觉得这样的实验比较贴近学习和工作，通过自己动手更加能够充分掌握所学知识点，将书本和实际结合起来，希望以后可以开展更多这样的实验。实验中也遇到了许多问题，比如，实验效果图出不来之类。但通过两位老师的指导，最终把问题一一解决。这对我来说是一次飞速的成长。谢谢老师的指导156附录DE2简介1核心的FPGA芯片CYCLONEII2C35F672C6，从名称可以看出，它包含有35千个LE，在ALTERA的芯片系列中，不算最多，但也绝对够用。ALTERA下载控制芯片EPCS16以及USBBLASTE对JTAG的支持。2存储用的芯片有512KBSRAM，8MBYTESDRAM，4MBYTEFLASHMEMORY3经典IO配置拥有4个按钮，18个拨动开关，18个红色发光二极管，9个绿色发光二极管，8个七段数码管，162字符液晶显示屏4超强多媒体24位CD音质音频芯片WM8731MIC输入LINEIN标准音频输出，视频解码芯片支持NTSC/PAL制式，带有高速DAC视屏输出VGA模块。5更多标准接口通用串行总线USB控制模块以及A、B型接口，SDC