【正文】 viceFamilyMAX7000SEPM7128SLC846OK 9 圖 61 器件選擇窗口 (2)啟動編譯器 Max+PlusIICompilerStart 將以上模塊分別編譯通過，并將它們全部保存到自己所建的工程文件夾 :axc_xh 中。 圖 頻率顯示模塊原理圖 5. 軟件仿真 由于程序中計數(shù)值 test 比較大，無法在 Quartus II 軟件中顯示完整，所以我們將程序中的 test 值改為 1，這樣可以得到完整的仿真圖，而且不改變程序原理。 波形顯示模塊 波形顯示部分使用的是實驗箱上的 D/A轉換器，將主程序模塊的 dout[7..0]八位二進制輸出接 D/A轉換器的輸入，從而轉化為模擬信號，將 D/A轉換器的輸出接示波器的輸入，通過示波器顯示觀察。 Key key2 為頻率調節(jié)按鈕， key1 接按鍵，當按動 key1頻率值加 1或者減 1； key2 接撥碼開關，用來加減選擇，當 key2=1 時為加，當 key2=0 時為減。主程序見附錄 1。此時可以采用一個倍頻器將 20MHZ 的頻率輸出加倍分頻進程有顯示頻率功能 結束 頻率范圍選擇 頻率值調節(jié) 頻率值顯示波形輸出 開始 正弦波中間信號始化數(shù)據(jù)定義 圖 總體程序流程圖 6 成為 128MHZ 的頻率輸出。頻率控制模塊可以實現(xiàn)頻率的連續(xù)可調，最終送至脈沖發(fā)生模塊輸出 5 脈沖信號，同時將信號的頻率輸出至數(shù)碼管顯示當前信號的頻率值，達到設計所要求的輸出 波形頻率可調功能。 利用 VHDL 編程，依據(jù)基本數(shù)字電路模塊原理進行整合。在高速情況下，此一地的連接線必須盡可能短 ，目系統(tǒng)的單點接地點必須在此連接線的某一點上。 D/A 轉換量是以電流形式輸出的，所以必須將電流信號變?yōu)殡妷盒盘枴? Rfb:反饋電阻端。 ILE：數(shù)據(jù)傳送控制信號，低電平有效。 DAC0832 的引腳 功能簡述如下： ILE: 數(shù)據(jù)鎖存允許信號，高電平有效，系統(tǒng)上己經連接 +5V 上 WR：寫信號 1, 2，低電平有效。這類 D/A 轉換器由 8位輸入鎖存器， 8 位 DAC 寄存器，8位轉換電路及轉換控制電路構成。 DAC0832 的簡要介紹： DAC0832 是 8位分辨率的 D/A 轉換集成芯片， 轉換周期為 1μ s，其參考電壓與 +5 V 工作電壓相接 (實 用電路應接精密基準電壓 )。 此外， Quartus II 通過和 DSP Builder 工具與 Matlab/Simulink 相結合，可以方便地實現(xiàn)各種 DSP 應用系統(tǒng)；支持 Altera 的片上可編程系統(tǒng)（ SOPC）開發(fā)，集系統(tǒng)級設計、 嵌入式軟件開發(fā) 、可編程邏輯設計于一體，是一種綜合性的開發(fā)平臺。 Quartus II 支持 Altera 的 IP核，包含了 LPM/MegaFunction 宏功能模塊庫，使用戶可以充分利用成熟的模塊，簡化了設計的復雜性、加快了設計速度。 Quartus II 軟件 本設計中需要用到 Quartus II 。 VHDL中設計實體 (design entity)的概念、程序包 (package)的概念、設計庫 (library)的概念為設計的分解和設計的再利用提供了有力的支持 [4]。用 VHDL進行電子系統(tǒng)設計的一個很大的優(yōu)點是設計者可以專心致力于其功能的實現(xiàn)，而不需要對不影響功能的工藝有關的因素花費過多的時間和精力。 VHDL具有與具體硬件電路無關和與設計平臺無關的特性，并具有良好的電路行為描述和系統(tǒng)描述能力，并在語言易讀性和層次化結構化 設計方面，表現(xiàn)了強 3 大的生命力和應用潛力。 （ 3）數(shù)據(jù)流方式：以類似于寄存器傳輸級的方式描述數(shù)據(jù)的傳輸和變換。 （ 2）行為描述：描述該設計單元的功能，即該硬件能做些什么。 VHDL允許以下三種描述方式 ： （ 1）結構描述：描述該設計單元的硬件結構，即該硬件是如何構成的。很快，電子設計領域出現(xiàn)了第一個軟件設計工具，即 VHDL邏輯綜合器，它可以標準地將 VHDL的部分語句描述轉化為具體電路實現(xiàn)的網(wǎng)表文件。但到了 20世紀 90年代初 ，人們發(fā)現(xiàn)， VHDL不僅可以作為系統(tǒng)模擬的建模工具，而且可以作為電路系統(tǒng)的設計工具：可以利用軟件工具將 VHDL源碼自動地轉化為文本方式表達的基本邏輯元件連接圖，即網(wǎng)表文件。 VHDL作為一個規(guī)范語言和建模語言，隨著它的標準化，出現(xiàn)了一些支持該語言的行為仿真器。 VHDL 的英文全名是 VeryHighSpeed Integrated Circuit Hardware Description Language，誕生于 1982 年。 2 2. EDA 及系統(tǒng)硬件概述 EDA 技術是以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O計載體 ,以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達方式 ,以計算機、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)軟件及實驗開發(fā)系統(tǒng)為設計工具 ,通過有關開發(fā)軟件 ,自動完成用軟件的方式設計的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)實現(xiàn) ,最終形成集成電子系統(tǒng)或專用集成芯片的一門新技術。在本次 EDA課程設計中所要求的是采用 VHDL 來實現(xiàn)正弦波信號發(fā)生器。正弦波信號發(fā)生器是信號發(fā)生器的一種。正因為其在生活中應用的重要性，人們它做了大量的研究，總結出了許多實現(xiàn)方式。 裝 訂 線 .................................................................................................................... 1 2. EDA 及系統(tǒng)硬件概述 ....................................................................................... 2 VHDL 語言 ............................................................................................... 2 Quartus II 軟件 ................................................................................... 3 DAC0832 的簡要介紹： ......................................................................... 3 ........................................................................................ 4 4. 主要功能的實現(xiàn)模塊如下： .......................................................................... 5 倍頻器模塊 ............................................................................................. 5 主程序模塊 ............................................................................................. 6 波形顯示模塊 ........................................................................................ 6 頻率顯示模塊 ......................................................................................... 7 5. 軟件仿真 .......................................................................................................... 7 ............................................................................................................ 8 編譯 ......................................................................................................... 8 引腳的鎖定 ............................................................................................ 9 編程下載 ............................................................................................... 10 硬件驗證 .............................................................................................. 10 波形顯示 .............................................................................................. 10 7. 總結與體會 .................................................................................................... 12 參考 文獻 .............................................................................................................. 12 附錄 ...................................................................................................................... 13 信號發(fā)生器是一種能夠產生多種波形，如三角波、方波、鋸齒波、正弦波的儀器。 20212021 學年第 1 學期 物理與電子工程 學院 期末考試卷 《 EDA 技術及應用 》 （課程論文等試卷樣式） 學號 : 202172020211 姓名 : 安曉春 班級 : 電子信息（ 1）班 成績： 評語： （考試題目及要求） VHDL語言設計一個正弦波信號發(fā)生器，采用 AD0832 芯片輸出波形，要求具有至少 100Hz、 1KHz、 10KHz 三段頻率設置功能和頻率微調功能。正弦波采樣點不能低于 10 個，測試其輸出信號波形不失真的最 低頻率和最高頻率值。信號發(fā)生器在電路實驗和設備檢測以及通信、雷達、導航、宇航等領域有廣泛的應用。可以基于 FPGA 、 VHDL、單片機、 DOS 技能、數(shù)字電路等多種方法實現(xiàn)?？梢詫崿F(xiàn)信號發(fā)生器的一些基本功能。 設計的正弦波信號發(fā)生器所具有的功能如下： （ 1）電路的外部頻率為 40MHz，自己所設計的正弦信號發(fā)生器可產生 01KHz、1KHz~10KHz、 10KHz~1MHz 三檔頻率的信號； （ 2）具有頻率段選擇的功能； （ 3）在同一頻率檔內，可實現(xiàn)頻率的加減； （ 4）在顯示波形的同時能夠進行頻率的調節(jié)； （ 5）能夠顯示正弦波 （ 6）能夠顯示頻 率值； （ 7）可用示波器進行波形的觀測。 VHDL 語言 本次設計使用的是 VHDL 語言。 1987 年底， VHDL 被 IEEE 和 美國國防部 確認為標準硬件描述語言。由于創(chuàng)建 VHDL的最初目標是用于標準文檔的建立和電路功能模擬，其基本想法是在高層次上描述系統(tǒng)和元件的行為。這種方法顯然對于電路自動設計是一個極大的推進。 VHDL語言具有很強的電路描述和建模能力，能從多個層次對數(shù)字系統(tǒng)進行建模和描述，從而大大簡化了硬件設計任務，提高了設計效率和可靠性。主要使用配置指定語句及元件例化語句描述元件的類型及元件的互連關系。主要使用進程語句，以算法形式描述數(shù)據(jù)的變換和傳送。主要使用并行的信號賦值語句，既表示了設計單元的行為，又表示了設計單元的結構。因此， VHDL在支持各種模式的設計方法、自項向下與自底向上或混合方法方面，在面對當今許多電子產品生命周期的縮短，需要多次重新設計以融入最新技術，改變工藝等方面都表現(xiàn)了良好的適應性。