EDA课程设计-多功能波形信号发生器

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1、 目录 摘要 1 一、设计要求 2 三、系统设计思路 3 3.1 波形函数发生装置的选择. 3 3.2 波形输入输出控制方式的选择. 3 四、各模块设计及仿真 4 4.1 函数发生模块 4 4.1.1 正弦波模块 4 4.1.2 方波模块 5 4.1.3 递增锯齿波模块 7 4.1.4 递减锯齿波模块 8 4.1.5 阶梯波模块 9 4.1.6 三角波模块 10 4.2 调控模块 12 4.2.1 波形输出控制单元. 12 4.2.2 波形输入控制单元. 13 4.2.3 频率控制单元. 15 4.2.4 幅度控制单元. 16 4.3 D/A 转换器. 17 4.4 总电路. 19 五、 硬件

2、测试 20 5.1 编译 20 5.2 引脚的锁定. 21 5.3 编程下载 22 5.4 硬件验证. 22 六、课程设计心得体会 25 参考文献 26 附录 27 1 摘要 本次设计课题为应用VHDL语言及 MAX+PLUSII软件提供的原理图输入设 计功能，组合电子线路的设计加以完成一个任意波形信号发生器。它具有结构紧 凑，性能稳定，设计结构灵活，方便进行多功能组成的特点，经济实用，成本低 廉的特点。可产生正弦波、方波、三角波、递增锯齿波、递减锯齿波以及阶梯波， 并可使用示波器观察波形。实现了系统信号实时快速测量，也为其广泛应用于实 际领域创造了条件。 在实现过程中，将整体功能模块化，分为

3、函数发生模块和调控模块。在调控 模块中实现了调频调幅以及对于波形的输入输出控制。对于 D/A 转化器，本实 验选择的是 TLC7528，利用简单的 8 进制计数控制 CS 和 WR 端口的同步输出， 实现数模转换的同时，保持相应位的同步实现。 在课程设计中遇到了诸多困难，在用示波器显示波形时，却总是得不到稳定 的波形，后来发现在输入控制中，仅需要 3 位二进制数即能完成简单的 8 进制计 数，自己却习惯性的用了 8 位，这使得分频现象严重，更改后即得到了了稳定的 输出波形，经过反复修改调试，最终试验成功。 关键词关键词：智能信号发生器 VHDL MAX+PLUSII TLC7528 2 一、设

4、计要求 要求设计一个智能函数发生器，该智能函数发生器能够产生递增锯齿波、递 减锯齿波、方波、三角波、正弦波以及阶梯波，并且可以通过选择开关选择输出 相应波形，具有一定的调幅和调频功能。同时具有复位的功能，通过按键确定输 出的波形及确定是否输出波形。 二、系统设计方案 1、系统的整体原理框图： 图 1 系统的整体原理框图 时钟 clk 调 频 输入控制 三 角 波 阶 梯 波 正 弦 波 方 波 递 减 锯 齿 波 输 出 波形选择 复位 reset 递 增 锯 齿波 调 幅 D/A 转换 3 2、系统框图 图 2 任意波形信号发生器系统框图 三、系统设计思路 3.1 波形函数发生装置的选择 波形函数发生方案众多，我们要选择一种易于实现且精度高的方案，以此来 提高本设计的实用性。 方案一： 通过单片机控制 D/A， 输出三种波形。 此方案输出的波形不够稳定， 抗干扰能力弱，不易调节。 方案二：利用 MAX038 芯片组成的电路输出波形。MAX038 是精密高频波 形产生电路，无法实现阶梯波和递增递减锯齿波的产生，所以舍弃此方案。 方案三：用 VHDL 语言编写程序，调试成功后下载至