1、基于 FPGA 的信号发生器设计论文 - 1 - 目目 录录 摘 要 2 1 前 言 3 2 设计方案 5 2.1 总体设计思路 5 2.2 方案论证 6 2.2.1 方案一 . 6 2.2.2 方案二 . 6 2.2.3 方案三 . 6 2.3 方案确定 7 3 软件设计 8 3.1 波形产生模块 8 3.1.1 正弦波 . 8 3.1.2 矩形波 10 3.1.3 三角波 10 3.1.4 基波 11 3.1.5 谐波的产生 11 3.1.6 波形模块图 11 3.2 频率控制模块 . 11 3.3 选择波形模块 . 11 3.4 分频器模块 . 13 3.4.1 设计思路 13 3.4.
2、2 VHDL 实现 . 13 3.4.3 分频值计算 14 4 硬件电路设计. 15 4.1 硬件设计注意事项 . 15 4.2 滤波电路 15 4.3 幅度控制电路 . 16 4.4 FPGA 器件引脚分配. 16 4.5 硬件电路实现 . 17 5 调 试 18 5.1 设计及仿真调试使用设备 18 5.2 调试方法 . 18 5.2.1 硬件调试 18 5.2.2 软件调试 18 5.2.3 综合调试 19 5.3 调试结果 . 19 5.3.1 软件仿真结果及分析 19 5.3.2 综合调试结果 21 6 结 论 24 致谢辞. 25 参考文献. 26 附 录 错误错误! !未定义书签
3、。未定义书签。 基于 FPGA 的信号发生器设计论文 - 2 - 基于基于 FPGAFPGA 的信号发生器的信号发生器 摘摘 要要 本次设计课题为应用 VHDL 语言及 MAX+PLUS II 软件提供的原理图输入设计功能，结合 电子线路的设计加以完成一个可应用于数字系统开发或实验时做输入脉冲信号或基准脉冲 信号用的信号发生器，它具结构紧凑，性能稳定，设计结构灵活，方便进行多功能组合的特 点，经济实用，成本低廉。具有产生三种基本波形脉冲信号（正弦波、矩形波和三角波） ， 以及三次（及三次以下）谐波与基波的线性组合脉冲波形输出，且单脉冲输出脉宽及连续脉 冲输出频率可调， 范围从 100HZ 到
4、1kHZ,步进为 100HZ； 幅度可调， 从 0 到 5 伏， 步进为 0.1V。 关键词：信号发生器， FPGA，EDA，VHDL 语言。 基于 FPGA 的信号发生器设计论文 - 3 - 1 前 言 随着我国的经济日益增长，社会对电子产品的需求量也就越来越大，目前， 我国的电子产品市场正在迅速的壮大， 市场前景广阔。 FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)在现代数字电路设计中发挥着越来越重要的作 用。FPGA/CPLD(Complex Programmable Logic Device)所具有的静态可重复编程 和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改，这 样就极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性， 缩短了产品的上市时间并降 低可电子系统的开发成本，且可以毫不夸张地讲，FPGA/CPLD 能完成任何数字器 件的功能，从简单的 74 电路到高性能的 CPU。它的影响毫不亚于 20 世纪 70 年 代单片机的发明和使用。 现在随着电子技术的发展，产品的技术含量越来越高，使得芯片的复杂程度 越
