EDA实训函数信号发生器

EDA技术与应用实训报告学 号 姓 名 指导教师： 实训题目： 1.系统设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计一个多功能信号发生器1.1.2 技术要求 能够产生两种或以上种输出波形（正弦波、三角波、锯齿波等）。 输出的波形的频率允许有多种选择。 输出波形的幅度在1V5V范围内。 输出的波形能够用示波器测量。1.2 方案比较运用了我们所学的Vverilog VHDL 语言及Quartus II 7.0软件，来完成并实现这一次实训。1.3 方案论证1.3.1 总体思路多功能信号发生器的原理框图如图所示。其中，fpq是分频器，用于对EDA实训仪主板上提供的20MHz的主频率进行分频，以得到满足多功能信号发生器设计需要的时钟频率，clk是20MHz的主频率输入端，step是步长控制端，当step为0或1时，分别控制分频器的分频比,并由clk_out端输出到Lpm_counter0中，Lpm_counter0是参数可设置的计数器，用于产生lpm_rom4 ,lpm_rom2和lpm_rom3的8位地址，并从q7.0端输出到数据选择器abcd中，并通过s1和s2的组合进行选择。lpm_rom4， lpm_rom2和lpm_rom3是参数可设置的只读存储器，用于存放多功能信号发生器的波形数据信号，其中lpm_rom3存放的是正弦波，lpm_rom2中存放的是锯齿波，lpm_rom4中存放的是方波。而波形的产生还需要一份Mif文件。Mif是将波形分成N个点并将各点输入只读存储器中，这样只读存储器就可以输出相应的波形数据。只读存储器的地址输出端接于s数据选择器的输入端abcd，而数据选择器便可通过改变从存储器中接受的数据进行区分选择，逐步地取出波形数据，经D/A转换后产生模拟波形输出。1.3.2 设计方案2各个模块程序的设计1 分频器:module fpq(clk, newclk,step);input clk,step; output newclk;regnewclk;reg24:0 cnter,sc;reg1:0stepcnt;always (posedge step)beginstepcnt=stepcnt+1;begin if (stepcnt = 0) sc = 2000;else if (stepcnt = 1) sc = 200;else if (stepcnt = 2) sc = 20;else if (stepcnt = 3) sc = 2; else sc = 2000;endendalways (posedge clk)beginif (cnter sc)cnter = cnter+1;else cnter = 0;if (cnter sc/2) newclk = b1;else newclk = b0;endendmodule2 数据选择器:module jsq(q,a,b,c,d,k1,k2);input k1,k2;input 7:0a,b,c,d;output reg 7:0q;always (k1 or k2)begin case (k1,k2) b00: q=a; b01: q=b; b10: q=c; b11: q=d; endcaseendendmodule3制作与调试过程将示波器的探头与试验箱上DAOUT及GND进行连接，将试验箱接通电源，此时便产生了20MHz的时钟信号，由拨码开关s14和s15分别控制正弦波，方波，锯齿波与三角波的输出，可以在示波器上看到波形成，但是还需要在示波器上调整波的幅度等参数使之形成清晰稳定的波形。4结论频率越高、产生波形种类越多的发生器性能越好，但器件成本和技术要求也大大提高，用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。利用单片集成芯片的函数发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且易于调试。可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。5实训心得体会通过这次实训我领悟到了很多也受益非浅，首先从知识的层次来说，这次实训过程中我反复地翻书和查阅资料，这样一来就不单能巩固课堂的知识，也学到了很多的课外知识，从一开始的不知所措，到最后的波形出来的喜悦心情，我从中学到了很多很多，知道了科研的艰辛也领悟了很多学习的方法，主要的还是通过自己动手实现理论和实践的相结合，可以有效地达到熟练掌握EDA的基本知识和技能；其次能够顺利完成这次实训，除了坚持虚心向老师请教外我们同学之间的相互讨论和探索也是一个很重要的成功因素，我们不仅一起发现改正错误、减少程序漏洞，还一起探索尽可能地增加程序的特色，整个实训下来我们的团队合作意识得到了很大的提高；虽然在实训过程中也遇到了很大的困难，对很多的程序也不大理解，但总的来说，这是一次成功的实训，让我增加了对专业课程的兴趣，为后续的专业课程学习提供了很大的动力。在这次实训中我发现了自己许多不足