多功能信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub
2022-09-11 16:58:01 本頁(yè)面
【正文】 數(shù)（ 0255） 復(fù)位信號(hào) 8 位數(shù)據(jù) outf 6 圖 1 原理框圖 在原理框圖中，正（余）弦查找表由 ROM構(gòu)成，內(nèi)部存有一個(gè)完整周期正（余）弦波的數(shù)字幅度信息，每個(gè)查找表的地址對(duì)應(yīng)正（余）弦波幅度信號(hào)，同時(shí)輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ DAC）輸入端， DAC輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器（ LPF），可以得到一個(gè)頻譜純凈的正（余）弦波。 設(shè)計(jì)目的： 1) 掌握使用 EDA 工具設(shè)計(jì) 信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法 ， 體會(huì)使用 EDA綜合過(guò)程中電路設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路的不同 ，理解層次化設(shè)計(jì)理念 。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)源主要給被測(cè)電路提供所需要的已知信號(hào)（各種波形），然后用其它儀表測(cè)量感興趣的參數(shù)。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。 在工作中，我們常常會(huì)用到信號(hào)發(fā)生器，它是使用頻度很高的電子儀器。拓展了對(duì) VHDL 語(yǔ)言的應(yīng)用。它能產(chǎn)生四 種波形： 正弦波、方波、三角波、鋸齒 波。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的 信號(hào)發(fā)生器 。多功能信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 目 錄 0 引言 ................................................ 2 1 設(shè)計(jì)意義 ............................................ 3 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明 ............................................ 4 設(shè)計(jì)任務(wù) ................................................. 4 設(shè)計(jì)要求 .............................................. 4 設(shè)計(jì)目的： ........................................... 4 3 設(shè)計(jì)過(guò)程 ............................................ 5 系統(tǒng)頂層框圖 ............................................. 5 信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖 ...................................... 5 信號(hào)發(fā)生器的內(nèi)部構(gòu)成 .................................. 5 系統(tǒng)流程圖 ............................................ 6 設(shè)計(jì)步驟 ................................................. 6 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................. 7 4 代碼及仿真結(jié)果 ...................................... 8 各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn) ........................................... 8 頂層模塊 ................................................ 16 5 小結(jié)及體會(huì) ......................................... 19 6 參考文獻(xiàn) ........................................... 20 2 0 引言 信號(hào)發(fā)生器又稱信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。 本設(shè)計(jì)采用 FPGA來(lái)設(shè)計(jì)制 作多功能信號(hào)發(fā)生器。同時(shí)能在不同的頻率下顯示。平時(shí)練習(xí)與考試都是設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，本次課設(shè)綜合了好幾個(gè)電路的設(shè)計(jì)。信號(hào)發(fā)生器是指產(chǎn)生所需參數(shù)的電測(cè)試信號(hào)的儀器。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電 路被稱為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。可見(jiàn)信號(hào)源在電子實(shí)驗(yàn)和測(cè)試處理中，并不測(cè)量任何參數(shù)，而是根據(jù)使用者的要求，仿真各種測(cè)試信號(hào)，提供給被測(cè)電路，以達(dá)到測(cè)試的需要。 本設(shè)計(jì)采用 EDA 來(lái)設(shè)計(jì)制作多功能信號(hào)發(fā)生器。 2) 熟悉在 Quartus II 環(huán)境中，用文本輸入方式與原理圖輸入方式完成電路的設(shè)計(jì)，同時(shí)掌握使用這兩種方式相結(jié)合的 EDA設(shè)計(jì)思路。 當(dāng)輸入端有時(shí)鐘信號(hào)輸入時(shí)，各個(gè)信號(hào)發(fā)生器模塊獨(dú)立運(yùn)行，獨(dú)立存在，發(fā)出各種 信號(hào)，這些信號(hào)作為數(shù)據(jù)選擇器的輸入信號(hào)，在數(shù)據(jù)選擇器的作用下，波形切換到相應(yīng)的模塊輸出，再通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ D/A），將通過(guò)示波器顯示出相應(yīng)的波形圖，其程序流程圖如下圖所示： 用 VHDL語(yǔ)言結(jié)合原理圖設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 ,輸出正弦波、方波和三角波三種波形。 （ 1） 數(shù)控分頻器 模塊 在時(shí)鐘的作用下，通過(guò)預(yù)置分頻數(shù) DIN，來(lái)改變輸出頻率。 DA轉(zhuǎn)換采用的 DA0832，輸入有 8 個(gè)數(shù)據(jù)端，范圍是 0 到 255；而 且設(shè)置 64 個(gè)時(shí)鐘周期為一個(gè)三角波周期， 所有每次加、減為 1。 （ 3） 數(shù)據(jù)選擇器模塊 在波形開(kāi)關(guān)的控制下，選擇相應(yīng)的波形輸出。 entity fenpin is port(d_mode:in std_logic_vector(3 downto 0)。 architecture behav of fenpin is signal full:std_logic。139。 else t8:=t8+1。 end if。event and full=39。139。 else d_out=39。 end process p_div。 use 。 architecture one of square is signal a:bit:=
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