eda设计的信号发生器
EDA课程设计-正弦信号发生器的设计
《EDA技术》设计报告设计题目正弦信号发生器的设计院系：信息工程学院专业：通信工程____学号：姓名：__________一．设计任务及要求1.设计任务:利用实验箱上的D/A 转换器和示波器设计正弦波发生器，可以在示波器上观察到正弦波2.设计要求:（1） 用VHDL 编写正弦波扫描驱动电路（2）设计可以产生正弦波信号的电路（3）连接实验箱上的D/A 转换器和示波器，观察正弦波波形二．设计方案（1）设计能存储数据的ROM 模块，将正弦波的正弦信号数据存储在在ROM 中，通过地址发生器读取，将正弦波信号输入八位D/A 转化器，在示波器上观察波形（2）用VHDL 编写正弦波信号数据，将正弦波信号输入八位D/A 转化器，在示波器上观察波形三．设计框图图 1 设计框图信号发生器主要由以下几个部分构成：计数器用于对数据进行采样，ROM 用于存储待采样的波形幅度数值，TLV5620用于将采集的到正弦波数字量变为模拟量，最后通过示波器进行测量获得的波形。
其中，ROM 设置为7根地址线，8个数据位，8位并行输出。
TLV5260为串行输入的D/A 转换芯片，因此要把ROM 中并行输出的数据进行并转串。
四．实现步骤1.定制ROM计 数 器 7根地址线 8 位 R O M 并转串输出 CLKTLV5620D/A 转换RSTROM的数据位选择为8位，数据数选择128个。
利用megawizard plug-in manager定制正弦信号数据ROM宏功能块，并将上面的波形数据加载于此ROM中。
如图3所示。
图2 ROM存储的数据图3 调入ROM初始化数据文件并选择在系统读写功能2.设计顶层顶层设计主要是通过编写VHDL语言或设计原理图用于产生计数信号和调用room存储的数据并输出。
在此步骤里要建立EDA工程文件，工程文件结构如图4所示，SIN_CNT中的VHDL代码如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY SIN_GNT ISPORT ( RST, CLK, EN : IN STD_LOGIC;ADDR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END SIN_GNT;ARCHITECTURE BEHA VIOR OF SIN_GNT ISCOMPONENT ROM ISPORT ( address : IN STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);inclock : IN STD_LOGIC;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END COMPONENT;SIGNAL Q : STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);BEGINU : ROM PORT MAP ( address => Q,inclock => CLK,q => DOUT);PROCESS(CLK, RST, EN)BEGINIF RST = '0' THENQ <= "0000000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THENIF EN = '1' THENQ <= Q + 1;END IF;END IF;END PROCESS;ADDR <= Q;END BEHA VIOR;工程文件的建立步骤简述如下：1、新建一个文件夹。
EDA课程设计(信号发生器)
课程设计报告2010 ～ 2011 学年第一学期设计题目：基于FPGA可调信号发生器学院：专业：课程名称： EDA原理与应用学生姓名：时间： 2011年1月指导教师：目录一、系统总体设计---------------------------------------------------------------------2二、系统功能模块设计---------------------------------------------------------------21、矩阵键盘模块------------------------------------------------------------32、频率显示模块-----------------------------------------------------------113、波形数据ROM初始化数据文件设计--------------------------------134、频率、幅度改变模块--------------------------------------------------145、DA转化模块-----------------------------------------------------------186、示波器检测-------------------------------------------------------------18三、结束语---------------------------------------------------------------------------191、矩阵键盘模块:矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。
在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键，这样键盘中按键的个数是4×4个。
这种行列式键盘结构能够有效地提高系统中I/O口的利用率。
EDA课程设计--DDS信号发生器
电子课程设计电子课程设计------DDS信号发生器合成器信号发生器合成器学院：学院：专业班级：专业班级：专业班级：姓名：姓名：姓名：学号：学号：学号：指导老师：指导老师：指导老师：2012年12月直接数字频率合成器（直接数字频率合成器（DDS DDS DDS））一、 设计任务与要求直接数字频率综合技术，直接数字频率综合技术，即即DDS 技术，是一种新型的频率合成技术和信号产生方法。
利用EDA 技术和FPGA 实现直接数字频率合成器DDS 的设计。
的设计。
设计要求：设计要求：1、 利用QuartusII 软件实验箱实现DDS 的设计；的设计；2、 通过实验箱上的开关输入DDS 的频率和相位控制字，的频率和相位控制字，并能用示波器观并能用示波器观察加以验证；察加以验证；3、 系统具有清零和使能的功能；系统具有清零和使能的功能；4、DDS 中的波形存储器模块用Altera 公司的Cyclone 系列FPGA 芯片中的ROM 实现。
实现。
二、 总体框图N 位Mf图1 DDS 总体框图总体框图低通滤波器品累加器品频率控制字相位寄存器加法器品相位控制字品正弦查找表品数模转换器品时钟源品1、 模块的功能模块的功能（1） 频率预置和调节电路频率预置和调节电路不变量不变量K 称作相位增量，也叫频率控制字。
此模块实现频率控制量的输入。
入。
（2） 相位累加器相位累加器相位累加器是一个带有累加功能的N 位加法器，它以设定的N 位频率控制字K 作为步长进行线性累加，当其和满时，计数器清零，并进行重新运算，它使输出频率正比于时钟频率和相位增量之积。
它使输出频率正比于时钟频率和相位增量之积。
（3） 相位寄存器相位寄存器 相位寄存器是一个相位寄存器是一个N 位的寄存器，它对输入端输入的数据进行寄存，当下一个时钟到来时，输出寄存的数据。
下一个时钟到来时，输出寄存的数据。
相位相位 频率控频率控频率控f 量化量化制字K 序列序列 N 位 N 位N 位图图2 2 相位累加器相位累加器相位累加器相位累加器的组成相位累加器的组成相位累加器的组成=N =N 位加法器位加法器+N +N 位寄存器位寄存器相位累加器的作用：在时钟的作用下，进行相位累加相位累加器的作用：在时钟的作用下，进行相位累加注意：当相位累加器累加满量时就会产生一次溢出，完成一个周期当相位累加器累加满量时就会产生一次溢出，完成一个周期 的动作。
eda信号发生器设计
目录摘要 (2)一、实验目的 (2)二、主要功能 (2)三、实验原理 (3)四、软件设计 (3)4.1、程序 (3)4.2、波形图 (4)五、引脚锁定后下载程序 (5)六、实验结果 (5)七、实训心得 (5)八、参考文献 (9)九、附录 (9)摘要信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。
在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。
信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器关键词：信号发生器；FPGA；Verilog HDL语言一、实验目的进一步巩固理论知识培养所学理论知识在实际中的应用能力：掌握EDA设计的一般方法；熟悉一种EDA软件，掌握一般EDA系统的调试方法：利用EDA软件设计一个电子技术综合问题，培养Verilog HDL编程；书写技术报告的能力，为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。
二、主要功能信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
当要求进行系统的稳态特性测量时，需使用振幅、频率已知的正弦信号源。
当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。
并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。
信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。
正弦信号是使用最广泛的测试信号。
eda课程信号发生器课程设计
eda课程信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解EDA课程中信号发生器的原理与功能，掌握相关电子元件的工作特性。
2. 学生能够掌握信号发生器的分类、特点及应用场景，了解各类信号发生器的优缺点。
3. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的信号发生器电路。
技能目标：1. 学生能够熟练运用EDA软件进行信号发生器电路的设计、仿真与调试。
2. 学生能够独立完成信号发生器的硬件搭建，并进行基本的性能测试。
3. 学生能够通过实际操作，提高动手实践能力，培养解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对电子工程的兴趣，激发创新意识，形成主动学习的习惯。
2. 学生能够培养团队协作精神，学会与他人沟通交流，共同解决问题。
3. 学生能够认识到信号发生器在现代社会中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
本课程针对高年级学生，在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，明确以上课程目标。
通过分解目标为具体的学习成果，使学生在掌握专业知识的同时，提高实践操作能力和团队协作能力，培养良好的情感态度价值观。
为后续的教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，确保科学性和系统性。
主要内容包括：1. 信号发生器原理与分类：讲解信号发生器的基本原理、功能及分类，重点介绍函数发生器、脉冲发生器等常见类型的工作原理及应用。
2. 电子元件特性分析：分析常用电子元件（如运放、晶体管、二极管等）在信号发生器中的作用，掌握其工作特性。
3. 信号发生器电路设计：根据实际需求，设计不同类型的信号发生器电路，分析电路性能，优化设计方案。
4. EDA软件应用：教授学生如何使用EDA软件进行信号发生器电路的设计、仿真与调试，提高实际操作能力。
5. 硬件搭建与性能测试：指导学生搭建信号发生器硬件电路，进行基本性能测试，分析测试结果，找出问题并解决。
教学内容安排如下：1. 第1周：信号发生器原理与分类，电子元件特性分析。
EDA课程设计---函数信号发生器的设计
摘要本说明书首先介绍了VHDL语言的特点及发展史；接着简要说明了D/A接口（函数发生器）的工作原理及设计思想和设计方案的确定；然后着重解释了使用VHDL语言设计D/A接口（函数发生器）的具体操作步骤及主要流程。
为了更加详细的解释清楚主要流程在本课程设计说明书中还附加了相应的图片。
最后还附加了实现设计的VHDL源程序。
关键词：VHDL D/A接口设计绪论EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。
EDA技术就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。
EDA技术使设计者的工作仅局限于利用软件的方式来完成对系统硬件功能的实现，可以说EDA技术的产生与发展是电子设计技术的一个巨大进步。
EDA技术融合了众多电子设计技术和计算机辅助技术，使得它在现代电子学方面的应用越来越广泛，也成为电子、电气类大学生必须熟练掌握的一种设计工具。
硬件描述性语言HDL是EDA技术的重要组成部分，常见HDL的有VHDL、HDL、ABEL、Verilog、AHDL、SystemC等。
其中VHDL、Verilog在现在的EDA 设计中使用的最多，也拥有了几乎所有主流EDA工具的支持，而相对于其他语言VHDL更加完善。
VHDL是英文全名是VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit) Hardware Description Language,是硬件描述语言的业界标准之一。
它作为一个规范语言和建模语言，具有与具体硬件电路无关及设计平台无关的特性，而且还有很强的电路行为描述和建模能力，能从多个层次的数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计的任务，提高了设计效率和可靠性。
EDA课程报告-正弦波信号发生器的设计
《EDA》课程设计报告——正弦波信号发生器的设计一、设计目的：进一步熟悉QuartusII及其LPM_ROM与FPGA 硬件资源的使用方法。
培养动手能力以及合作能力。
二、设计要求：1、clk为12MHz。
2、通过DAC0832输出正弦波电压信号，电压范围0～-5V。
3、通过示波器观察波形。
三、设计内容：在QUARTUSII上完成正弦波信号发生器的设计，包括仿真和资源利用情况了解（假设利用Cyclone器件）。
最后在实验系统上实测，包括FPGA中ROM的在系统数据读写测试和利用示波器测试。
信号输出的D/A使用实验系统上的ADC0832。
四、设计原理：图1所示的正弦波信号发生器的结构由四部分组成：1、计数器或地址发生器（这里选择10位）。
2、正弦信号数据ROM（10位地址线，8位数据线），含有1024个8位数据（一个周期）。
3、VHDL顶层设计。
4、8位D/A（实验中可用ADC0832代替）。
图1所示的信号发生器结构图中，顶层文件singt.vhd在FPGA中实现，包含两个部分：ROM的地址信号发生器，由10位计数器担任；一个正弦数据ROM，由LPM_ROM模块构成。
LPM_ROM底层是FPGA 中的EAB、ESB或M4K等模块。
地址发生器的时钟clk的输入频率fo与每周期的波形数据点数（在此选择1024点），以及D/A输出的频率f的关系是：f=fo/1024图1 正弦信号发生器结构框图图2 正弦波信号发生器的设计图五、设计步骤：1、建立.mif格式文件首先，mif文件可用C语言程序生成，产生正弦波数值的C程序如下：#include<stdio.h>#include<math.h>main(){int i;float s;for(i=0;i<1024;i++){s=sin(atan(1)*8*i/256);printf("%d :%d;\n",i,(int)((s+1)*255/2)) }}其次，把上述程序编译后，在DOS命令行下执行命令：romgen > sdata.mif;将生成的sdata.mif 文件，再加上.mif文件的头部说明即可。
EDA课程设计的信号发生器
重庆大学城市科技学院电气信息学院EDA课程设计报告课程题目函数信号发生器指导教师专业组员学号日期一摘要EDA技术作为现代电子设计的核心，它依赖于功能强大的计算机，在EDA 工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动的完成设计文件，自动的完成逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合，结构综合（布局布线），以及逻辑优化和仿真测试，直到完成既定的电子线路系统功能。
随着基于FPGA的EDA技术的发展和应用领域不断的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通信、自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。
随着技术市场与人才市场对EDA技术的需求不断提高，产品的市场效率和技术要求也将会影响到教学与科研。
本设计是一个基于VHDL的采用自顶向下设计方法实现的多功能函数信号发生器，该设计方法具有外围电路简单，程序修改灵活和调试容易等特点，并通过计算机仿真和实验证明了设计的正确性。
关键词：FPGA 信号发生器 VHDL 自顶向下二题目分析1、设计目的设计一个信号发生器，用于产生正弦波、方波、三角波、锯齿波信号2、设计要求设计一个信号发生器（1）．能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波。
（2）．能够选择输出不同的波形。
（3）．能够调节输出波形的频率。
三硬件电路设计由题目分析可知，要完成整体设计，可通过QuartusⅡ设计出以下各个模块的原理图：1）分频器的原理图2）地址发生器的原理图3）正弦波发生器的原理图4）方波信号发生器的原理图5）锯齿波信号发生器的原理图6）三角波信号发生器的原理图7）四选一选择器原理图其中各波形数据存储ROM的HEX数据文件分别如下各图所示：图3.9 正弦波数据图3.10 方波数据图3.11 锯齿波数据图3.12 三角波数据经过对设计要求的仔细分析与思考，把以上各模块根据其功能和设计思路设计出总的系统原理图如图3.13所示：图3.13 系统综合原理图对整个系统进行硬件测试的引脚设定锁定如图3.14所示，测试时采用的是GW48-EDA系统的电路模式6.图3.14 引脚锁定图四程序设计（1）数控分频器的程序设计LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DVF ISPORT( DIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);CLK: IN STD_LOGIC;FOUT:OUT STD_LOGIC);END DVF;ARCHITECTURE behav of DVF ISSIGNAL FULL: STD_LOGIC;BEGINP_REG: PROCESS(CLK)VARIABLE CNT8:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF CNT8="11111111" THENCNT8:=DIN;FULL<='1';ELSE CNT8:=CNT8+1;FULL<='0';END IF;END IF;END PROCESS P_REG;P_DIV:PROCESS(FULL)VARIABLE CNT2:STD_LOGIC;BEGINIF FULL'EVENT AND FULL='1' THENCNT2:=NOT CNT2;IF CNT2='1' THEN FOUT<='1'; ELSE FOUT<='0'; END IF;END IF;END PROCESS P_DIV;END behav;（2）地址发生器的程序设计LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CNT6B ISPORT (CLK,RST,EN : IN STD_LOGIC;DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0));END CNT6B;ARCHITECTURE behav OF CNT6B ISSIGNAL CQI : STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK, RST, EN)BEGINIF RST = '1' THEN CQI <= (OTHERS =>'0') ; --计数器异步复位ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN --检测时钟上升沿IF EN = '1' THEN CQI <= CQI + 1;END IF;END IF;END PROCESS;DOUT<=CQI;END behav;（3）四选一选择器的程序设计LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY MUL41 ISPORT(A,B,C,D:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);S1,S0:IN STD_LOGIC;Y:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END ENTITY MUL41;ARCHITECTURE ONE OF MUL41 ISSIGNAL S:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);BEGINS<= S1 & S0;WITH S SELECTY<= A WHEN "00" ,B WHEN "01" ,C WHEN "10" ,D WHEN "11" ,"ZZZZZZZZ" WHEN OTHERS;END;(4)其余各波形数据存储ROM的设计可以利用MegaWizard Plug-In Manager定制信号数据ROM宏功能块，并将其相应的波形数据加载与定制的ROM中。
基于EDA技术的多功能信号发生器的设计
基于EDA技术的多功能信号发生器的设计摘要在现代电子技术的研究及应用领域中，常常需要高精度且频率可调的信号源。
随着通信技术的发展，频道的分布日趋密集，高精度、高稳定度的通信频率就显得更加重要。
本课题的研究EDA频率可调数字信号发生器的设计方案和具体实现。
按照EDA开发流程，采用VHDL语言对FPGA进行编程来实现DDS功能。
详细介绍了信号发生器得发展，数字波形的基本原理和波形发生器的设计过程。
用VHDL语言编写了波形发生器的代码，进行了时序仿真，各模块都在逻辑综合工具QuartusⅡ下进行了综合，完全符合设计要求，并编程下载到EPF10KLC84-4，经D/A转换器将波形数据转换成模拟数据，再通过低通滤波器输出。
并且可以通过控制实验箱上的四个按键,能在示波器上观察到频率可调的正弦波、三角波、方波和锯齿波，频率范围是10HZ～250KHZ。
关键词：EDA；FPGA；D/A转换器；信号发生器；频率可调IIA Study of Multi-Functional Signal GeneratorBased on EDAIIIIAbstractIn the study and applied field of modern electric technology, highprecise and changeable signal source is needed. With communication technology developing and the distribution of channel tending dense, high precise and high stable communication frequency appears to be more and more important.This subject is to study design scheme and implementation of EDA changeable signal digital signal generator. According to EDA developing process, FPGA is programmed in VHDL language to achieve DDS function. This paper in detail introduces the development of signal generator, the basic principle of digital waveform and the design process of waveform generator. The code of waveform generator programmed in VHDL language will be simulated by time sequence. If each module synthesized by logically combined tool－QuartusⅡcorresponds completely to the design demand, they will be programmed and loaded down to EPF10KLC84-4. Waveform data will be shifted to analog data through D/A converter, then will be outputthrough low pass filter. Meantime, by controlling the four keys on the IIIIIIexperiment case, changeable signal sinusoid wave, triangular wave, square wave and sawtooth wave can be seen on the oscillogragh, whose frequency scope is 10HZ~250HZ.Keywords：EDA；FPGA；D/A converter；signal generator；changeable signalIVIV目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................. I I第1章引言 (7)1.1 概述（小三号、黑体，段前6磅、段后6磅） (7)1.2 信号发生器的国内外发展状况 (7)1.3 信号发生器的分类 (7)1.4 各类信号发生器特点 (8)1.4.1 传统信号发生器的设计原理 (8)1.4.2 数模转换型信号发生器 (8)1.5 本文的主要研究内容 (9)第2章 EDA简介与FPGA基础 (10)2.1 EDA简介 (10)2.1.1 EDA技术 (10)2.1.2 从传统的电子电路设计方法到EDA技术 (10)2.2 FPGA可编程逻辑器件原理与结构 (12)2.3 FPGA开发过程 (13)2.4 硬件描述语言VHDL (17)2.4.1 概述 (17)2.4.2 VHDL语言的特点 (17)2.4.3 VHDL的基本结构 (18)第3章多功能信号发生器的整体方案 (20)3.1概述 (20)3.2数字信号发生器的方案综述 (20)3.1.1 直接数字法 (20)3.1.2 基于相位累加器的直接数字合成法的工作原理 (21)3.2 数字波形生成的基础知识 (21)3.2.1存储器与波形数据 (21)3.2.1 波形发生器的系统组成 (22)3.2.2 多功能信号发生器的总体系统方框图 (23)第4章QuartusⅡ的基本使用 (24)4.1概述 (24)VV4.2 QuartusⅡ在Windows XP上的安装设置 (24)第5章频率可调的多功能信号发生器 (26)5.1各种波形产生模块 (26)5.1.1正弦波产生的原理 (26)5.1.2波形数据产生器实现程序 (27)5.2数据选择器模块 (29)4.1 5.3 D/A转换模块 (29)5.4仿真波形 (30)结论 (33)致谢 (34)附录 (36)VIVI第1章引言1.1概述（小三号、黑体，段前6磅、段后6磅）信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。
EDA课程设计——函数信号发生器
EDA课程设计——函数信号发生器实验报告学院（系）专业、班级学生姓名学号小组其他队员：指导教师（1）实验要求（2）总体设计思路（3）程序仿真（4）实验结果（5）心得体会一．实验要求（1）利用VHDL语言设计一个多功能信号发生器，可以产生正弦波，三角波，锯齿波和方波的数字信号。
（2）焊接一个D/A转换器，对输出的数字信号转换成模拟信号并在示波器上产生波形。
（3）在电路板上可以对波形进行选择输出。
（4）在电路板上可以对波形的频率与幅度进行调节。
二．总体设计思路信号发生器主要由分频，波形数据的产生，四选一多路选择，调幅和D/A转换五个部分组成。
总体框架图如下：（1）分频分频器是数字电路中最常用的电路之一，在FPGA的设计中也是使用效率非常高的基本设计。
实现的分频电路一般有两种方法：一是使用FPGA芯片内部提供的锁相环电路，如ALTERA提供的PLL（Phase Locked Loop），Xilinx提供的DLL（Delay Locked Loop）；二是使用硬件描述语言，如VHDL、Verilog HDL等。
本次我们使用VHDL进行分频器设计，将奇数分频，和偶数分频结合起来，可以实现50%占空比任意正整数的分频。
分频器原理图：在我们本次试验中的实现即为当按下按键时，频率自动减半。
如当输入为100MHZ，输出为50MHZ。
（2）信号的产生。
根据查找资料，我们最终确定了在QUARTUS中波形数据产生的方法，即利用地址信号发生器和LPM_ROM模块。
ROM 的地址信号发生器，有七位计数器担任。
LPM_ROM底层是FPGA 中的M4K等模块。
然后在VHDL顶层程序设计中将两部分调用从而实现信号的发生。
ROM中存放不同的初始化MIF文件（存放不同波形的数据）从而产生不同的波形。
信号产生模块：信号产生RTL图：此环节最重要的还有MIF文件的建立，经过查找资料，下载了MIFMAKER 2010软件，从而较为简单的产生了MIF文件。
EDA课程设计正弦信号发生器的设计
《EDA技术》设计报告设计题目正弦信号发生器的设计院系：信息工程学院专业：通信工程学姓号：名：RST7 根地址线CLK计 数器8 位R O M并转串输出TLV5620 D/A 转换一．设计任务及要求1. 设计任务 :利用实验箱上的 D/A 转换器和示波器设计正弦波发生器，可以在示波器上观察到正弦波2. 设计要求 :（1） 用 VHDL 编写正弦波扫描驱动电路 （2） 设计可以产生正弦波信号的电路（3） 连接实验箱上的 D/A 转换器和示波器，观察正弦波波形二．设计方案（1）设计能存储数据的 ROM 模块，将正弦波的正弦信号数据存储在在 ROM 中，通过地址发生器读取，将正弦波信号输入八位 D/A 转化器，在示波器上观察波形（2）用 VHDL 编写正弦波信号数据， 将正弦波信号输入八位 D/A 转化器， 在示波器上观察波形三．设计框图图 1 设计框图信号发生器主要由以下几个部分构成：计数器用于对数据进行采样，ROM用于存储待采样的波形幅度数值， TLV5620 用于将采集的到正弦波数字量变为模拟量，最后通过示波器进行测量获得的波形。
其中，ROM 设置为 7 根地址线， 8个数据位，8 位并行输出。
TLV5260 为串行输入的 D/A 转换芯片，因此要把 ROM 中并行输出的数据进行并转串。
四．实现步骤1. 定制 ROMROM 的数据位选择为8 位，数据数选择128 个。
利用megawizard plug-in manager定制正弦信号数据ROM 宏功能块，并将上面的波形数据加载于此ROM 中。
如图 3 所示。
图2 ROM 存储的数据图3 调入ROM 初始化数据文件并选择在系统读写功能2. 设计顶层.顶层设计主要是通过编写VHDL 语言或设计原理图用于产生计数信号和调用room 存储的数据并输出。
在此步骤里要建立EDA 工程文件，工程文件结构如图4 所示，SIN_CNT 中的VHDL 代码如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY SIN_GNT ISPORT ( RST, CLK, EN : IN STD_LOGIC;ADDR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END SIN_GNT;ARCHITECTURE BEHA VIOR OF SIN_GNT ISCOMPONENT ROM ISPORT ( address : IN STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);inclock : IN STD_LOGIC;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END COMPONENT;SIGNAL Q : STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);BEGINU : ROM PORT MAP ( address => Q,inclock => CLK,q => DOUT);PROCESS(CLK, RST, EN)BEGINIF RST = '0' THENQ <= "0000000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THENIF EN = '1' THENQ <= Q + 1;END IF;END IF;END PROCESS;ADDR <= Q;END BEHA VIOR;工程文件的建立步骤简述如下：1、新建一个文件夹。
eda课程设计 信号发生器
目录1. 引言 (1)2. VHDL语言及Quartus II软件介绍 (2)2.1 VHDL语言 (2)2.2 Quartus II软件 (2)3.总体设计思想及流程 (3)4. 具体程序实现模块 (4)4.1倍频器模块 (4)4.2主程序模块 (4)4.3 波形显示模块 (5)4.4频率显示模块 (5)5. 软件仿真 (6)6. 硬件显示 (7)7. 总结与体会 (8)参考文献 (9)附录 (10)附录1. 整体系统原理图 (10)附录2. 主程序 (11)1. 引言信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、方波、锯齿波、正弦波的仪器。
信号发生器在电路实验和设备检测以及通信、雷达、导航、宇航等领域有广泛的应用。
正因为其在生活中应用的重要性，人们它做了大量的研究，总结出了许多实现方式。
可以基于FPGA 、VHDL、单片机、DOS技能、数字电路等多种方法实现。
简易信号发生器是信号发生器的一种。
可以实现信号发生器的一些基本功能。
本次课程设计要求设计的是一种简易信号发生器。
在本设计中要求设计的简易信号发生器是采用VHDL来实现的简易多功能信号发生器。
它能产生正弦波,三角波和方波。
且对各种波形的要求如下：（1）设计任意信号发生器，使之能够生成正弦波、三角波和方波；（2）电路的外部频率为40MHz，要求信号发生器可产生0-1KHz、1KHz~10KHz、10KHz~1MHz三档频率的信号；（3）要求具有波形选择和频率选择的功能；（4）在同一频率档内，可实现频率的加减；（5）要求显示波形的同时能够进行频率的调节；（6）要求能够显示波形：A——正弦波；B——三角波；C——方波；（7）要求能够显示频率值；（8）可用示波器进行波形的观测。
2. VHDL语言及Quartus II软件介绍2.1 VHDL语言本次设计使用的是VHDL语言。
VHDL 的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，诞生于1982 年。
基于EDA Verilog信号发生器
基于EDA Verilog信号发生器介绍信号发生器是测试和调试电路的一种重要工具。
它可以产生各种类型和频率的电信号，并且能够精确控制信号的参数，如振幅、频率和相位。
在电子设计自动化（EDA）领域中，使用Verilog语言编写的信号发生器可以方便地生成所需的信号并集成到电路设计中。
本文将介绍基于EDA Verilog的信号发生器的原理和实现方法，并提供相应的代码示例。
通过这个例子，读者可以了解到如何使用Verilog语言实现一个简单的信号发生器，并将其应用于各种电路设计和测试场景中。
原理信号发生器的原理非常简单。
它通过产生周期性的信号波形，如正弦波、方波、矩形波等，来模拟不同类型的电信号。
Verilog语言提供了一系列的内置函数和模块，可以方便地生成这些信号。
这些内置函数和模块可以集成到电路设计中，并通过控制参数来调整所生成信号的类型和参数。
信号发生器的设计通常包括以下几个基本步骤：1.定义信号类型：确定需要生成的信号类型，如正弦波、方波等。
2.设置信号参数：根据需求设置信号的参数，如频率、振幅、相位等。
3.生成信号波形：使用Verilog提供的内置函数和模块生成相应类型的信号波形。
4.集成到电路设计中：将信号发生器集成到电路设计中，并根据需要调整参数和连接信号源。
代码示例以下是一个简单的基于EDA Verilog的信号发生器的代码示例，生成一个正弦波信号：module signal_generator(input wire clk,input wire reset,output reg signed [7:0] wave);reg signed [15:0] phase;reg signed [15:0] freq_counter;reg signed [15:0] amplitude;reg signed [15:0] amplitude_counter;parameter signed [15:0] frequency = 1000;parameter signed [15:0] amplitude_max = 255;always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset) beginphase <= 0;freq_counter <= 0;amplitude <= amplitude_max;amplitude_counter <= 0;end else beginfreq_counter <= freq_counter + frequency;amplitude_counter <= amplitude_counter + 1;if (amplitude_counter >= amplitude) beginamplitude_counter <= 0;phase <= phase + 1;endendendalways @(posedge clk) beginwave <= $sin(phase);endendmodule代码解释上述代码实现了一个简单的信号发生器，通过给定的频率和振幅参数生成一个正弦波信号。
EDA课程设计-简易信号发生器[23页].doc
![EDA课程设计-简易信号发生器[23页].doc](https://img.taocdn.com/s3/m/04142affa26925c52dc5bf2b.png)
EDA课程设计简易信号发生器简易信号发生器1.课程设计要求1. 完成实验板上DAC的匹配电阻选择、焊接与调试，确保其可以正常工作。
2. 根据直接数字频率合成（DDFS）原理设计正弦信号发生器，频率步进1Hz，最高输出频率不限，在波形不产生失真（从输出1KHz正弦转换为输出最高频率正弦时，幅度衰减不得大于10%）的情况下越高越好。
频率字可以由串口设定，也可以由按键控制，数码管上显示频率值。
3. 可以控制改变输出波形类型，在正弦、三角波、锯齿波、方波之间切换。
4. 输出波形幅度可调，最小幅度步进100mV。
2.直接数字频率合成（DDS）原理直接数字频率合成技术是根据相位间隔对正弦信号进行取样、量化、编码，然后储存在EPROM中构成一个正弦查询表。
频率合成时，相位累加器在参考时钟的作用下对时钟脉冲进行计数，同时将累加器输出的累加相位与频率控制字K 预置的相位增量相加，以相加后的吉果形成正弦查询表的地址；取出表中与该相位对应的单元中的幅度量化正弦函数值，经D／A转换器输出模拟信号，再经低通滤波器平滑得到符合要求的模拟信号。
相位累加器的最大计数长度与正弦查询表中所存储的相位分隔点数相同，由于相位累加器的相位增量不同，将导致一周期内的取样点数不同，在取样频率(由参考时钟频率决定)不变的情况下，输出信号的频率也相应变化。
fin=M(fclk/2^n)3. 系统设计 3.1 总体设计方案信号发生器从总体上可以分为系统控制模块，波形产生模块和D/A 转换模块。
系统控制模块负责处理按键的读入，按键处理，将频率和幅度在数码管上显示，调节频率和幅度以及波形的选择。
波形发生模块负责按照控制模块输入的信号，输出相应的波形（正弦波，方波锯，齿波，三角波），以及输出相应幅度和频率的信号。
D/A 转换模块负责将输入的数字信号转换为模拟信号。
系统控制模块数码管显示（幅度频率）按键读入LED 指示灯频率调节 波形选择幅度调节波形产生模块D/A 转换显示输出3.2 系统控制模块1、按键控制模块和数码显示模块键值读取和按键消抖模块when 1 => if counter>="1111111111111110" thenstate:=2;counter:="00000";else counter:=counter+1;state:=1;end if;when 2 => if abcd(0)='0' or abcd(1)='0' or abcd(2)='0'or abcd(3)='0' thencase abcd iswhen "0111"=>key_value_1<="00";state:=3;when "1011"=>key_value_1<="01";state:=3;when "1101"=>key_value_1<="10";state:=3;when "1110"=>key_value_1<="11";state:=3;when others=>state:=0;end case;else state:=0;end if;when 3 => if (abcd(0)='0' or abcd(1)='0' or abcd(2)='0'or abcd(3)='0')thenif counter>="00011"thencounter:="00000";out_clk<='1';else counter:=counter+1;end if;state:=3;elsestate:=4;out_clk<='1';end if;when 4 => if counter>="00111" thenstate:=0;c ounter:="00000";out_clk<='0';else counter:=counter+1;state:=4;end if;end case;end if;e nd process;2）、按键处理和显示模块设计思路外接的四个按键的分配：A：数码管频率显示和幅度显示切换；B：波形之间的切换（用四个LED对应显示）；C：选择要调节的数码管（用四个LED对应显示）；D：对选择的数码管进行调节（0~9循环显示）；数码管显示：从左往右依次是频率(单位Hz)或幅度（mV）值的千、百、十、个位。
基于EDA的函数信号发生器的设计
课题 名称
基于 EDA 的函数信号发生器的设计
1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的：
基于 EDA 的函数信号发生器设计，依赖功能强大的计算机，利用硬件描述语言 VHDL 语言和 EDA 软件来完成对系统硬件功能的实现， 打破了传统电子电路设计方法。 采用 EDA 技术设计的电子电路，把具有控制功能的各个模块程序下载到一块芯片上，它代替了原 有的许许多多单元电路或单片机的控制芯片和大量的外围电路，使电子电路设计更加灵 活方便。 本课题采用硬件描述语言VHDL对函数信号发生器系统进行设计，结合大学期间学习 过的VHDL基础语法,掌握学习EDA软件及其开发技术，并结合题目加以应用。此程序在EDA 软件平台Quartus II上编译仿真后，制作出其硬件电路板，再将程序下载到相应的可编 程逻辑器件(如FPGA)中来实现设计。通过不断的实践完成毕业设计。让学生既巩固理论 知识又提高动手能力，把所学知识衔接起来能灵活运用。通过本课题的研究，培养学生 良好的系统开发、程序设计和自学能力，为今后的工作学习打下良好的基础。
2、本毕业设计（论文）课题任务的内容和（包括原始数据、技术要求、工 作要求等） ：
内容： 本课题利用VHDL语言设计函数信号发生器系统， 采用VHDL编写租车计费器系统程 序，采用Quartus II软件作为开发平台，进行了程序仿真，从而实现出租车计价器的相 关功能。 首先介绍EDA技术的发展背景、 应用范围和设计中应用到的EDA技术相关知识。 依据本次毕业设计所要完成的的出租车计价器功能，介绍设计要求和设计思路，以该设 计思路为基础运用VHDL编写了各功能模块的程序，各个功能模块进行仿真，以确定其 可行性。本次设计的函数发生器主要有几个模块组成：键盘扫描显示模块、相位累加模 块、发生模块和波形选择模块、多路选择器、D/A 转换模块，还有供键盘使用的普通分 频计和供各个波形模块使用的可调分频计、数码管显示模块、低通滤波器模块对波形进 行圆滑处理、后级放大模块。 要求： 所设计的函数信号发生器，可产生调幅波、正弦波、方波、三角波等多种波形，而 且各波形的频率和幅度可调。频率为：10Hz～20MHz，输出幅值为0-5V。
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EDA 设计报告设计题目函数信号发生器姓名叶建军班级06电子科学与技术1班学号********任课教师吴小所日期2009年6月2 3日一、引言随着基于CPLD的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通信、自动控制及计算机等领域的重要性日益突出。
作为一个学电子信息专业的学生，我们必须不断地去了解更多的新产品信息，这就更加要求我们对EDA有个全面的认识。
信号发生器在我们的日常中有很重要的应用，用VHDL语言去实现设计将会使我们对本学科知识可以更好地掌握。
本设计是一个基于VHDL的采用自顶向下设计方法实现的信号发生器，该设计方法具有外围电路简单，程序修改灵活和调试容易等特点，并通过计算机仿真和实验证明了设计的正确性。
二、题目分析要求设计一个函数发生器，该函数发生器能够产生递增斜波、递减斜波、方波、三角波、正弦波、及阶梯波，并且可以通过选择开关选择相应的波形输出；系统具有复位的功能；通过按键确定输出的波形及确定是否输出波形。
FPGA是整个系统的核心，构成系统控制器，波形数据生成器，加法器，运算/译码等功能。
通过以上分析设计要求完成的功能，确定函数发生器可由递增斜波产生模块、递减斜波产生模块、三角波产生模块、阶梯波产生模块、正弦波产生模块、方波产生模块和输出波形选择模块组成，以及按键复位控制和时钟输入。
由此可确定系统的总体原理框图为：三、方案选择1、波形函数发生方案对比选择波形函数发生是本设计的最重要的部分，实现函数发生的途径也有很多，因此必须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，而且达不到题目要求的六种波形。
方案二：使用传统的锁相频率合成方法。
通过芯片IC145152，压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的正弦波，再利用过零比较器转换成方波，积分电路转换成三角波。
此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现。
方案三：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，能够产生准确的三角波、方波和正弦波三种周期性波形，但无法实现阶梯波和递增递减斜波的产生。
方案四：利用在系统编程技术和FPGA芯片产生。
用VHDL语言编写程序，调试成功后下载至实验装置的芯片上，再利用外接D/A转换电路实现以上设计功能。
此种方案完全可以生成设计要求的6种波形，而且通过软件仿真可以直观的观测的输出的波形参数，方便调试和更改波形参数，外围电路简单，减少器件损耗，精度高。
基于方案四的外围电路简单容易实现、波形产生精度高、易于仿真观测调试的优点，因此本设计的函数发生器选择方案四完成波形发生的全部功能。
2、波形函数输出控制方式选择方案一：控制多路D/A开关输出方式此种方案为每一路输出的波形函数使用一路D/A转换后输出，通过控制开关控制每一路D/A是否工作，决定输出的波形。
此种方案可以同时输出多路波形，但是需要路D/A转化器，外围电路复杂，制作成本较高而且控制复杂。
方案二：采用数据选择器方式此种方案可以利用VHDL语言写出数据选择器，然后每种函数发生器的输出和数据选择器输入相连接，通过控制开关选择对应的波形输出。
方案二完全可以得到方案一的设计要求，而且只需一个D/A转换器就可以。
电路不需要外部搭建，节约成本且控制简单方便。
在实验课时候已经完成8选1数据选择器的设计制作，因此本次设计可以直接调用。
方案三：采用数据分配器方式此种方案利用数据分配器的功能，通过控制开关选择相应的函数发生器模块，使之产生相应的波形输出，并通过数据分配器的使能复位控制决定是否输出波形，此种方案和方案二很相似，也能够实现设计的功能也具有方案二的优点，。
基于方案二的设计简便、节约制作元件和成本、控制简便等优点，选择方案二作为波形函数输出控制方式。
四、系统细化框图通过以上各个模块的分析最终确定函数信号发生器的自顶向下的细化框图为：系统的最终整体的原理框图为：系统时钟输入后，通过复位开关选择是否产生波形，当各个模块产生相应的信号波形后，通过波形选择模块波形选择开关选泽输出不同的波形，再通过D/A 转换器转换，就可以把数字信号（由FPGA 输出）变成了相应模拟的信号波形。
整个系统设计的核心就是FPGA 部分。
波形选择模块递增斜波模块递减斜波模块 三角波模块阶梯波模块正弦波模块方波模块时钟 clk复位 reset波形选择开关D/A 转换器五、各模块程序设计及仿真根据自上而下的思路进行项目设计。
明确每个模块的功能以后，开始编写各个模块的程序。
1、递增斜波模块递增斜波icrs的VHDL程序如附录所示，其中clk是输入时钟端口，reset 为输入复位端口，q为八位二进制输出端口。
图1 递增斜波模块仿真图程序设计的当复位信号为0时,输出为0，无对应的波形产生。
当复位信号为1时，每当检测到时钟上升沿时，计数器值加1，当增加到最大后清零。
计数值增加呈现线性关系，因此输出的波形是递增的斜波。
从仿真波形图也能看出这种变化规律。
VHDL描述为：ARCHITECTURE behave OF icrs ISBEGINPROCESS(clk,reset)V ARIABLE tmp: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));BEGINIF reset='0' THENtmp:= "00000000";--复位信号清零ELSIF clk'EVENT AND clk='1' THENIF tmp="11111111" THENtmp:="00000000";--递增到最大值清零ELSEtmp:=tmp+1;--递增运算END IF;END IF;q<=tmp;END PROCESS;END behave;2、递减斜波模块递减斜波dcrs的VHDL程序如附录所示，其中clk是输入时钟端口，reset 为输入复位端口，q为八位二进制输出端口。
图2 递减斜波模块仿真图程序设计的是复位信号为0时输出为0，无对应的波形产生。
当复位信号为1时，当每当检测到时钟上升沿时，计数值减1，当减到0后赋值到最大。
计数值减少呈现线性关系，因此输出的波形是递减的斜波。
从仿真波形图也能看出这种变化规律。
VHDL描述为：ARCHITECTURE behave OF dcrs ISBEGINPROCESS(clk,reset)V ARIABLE tmp: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));BEGINIF reset='0' THENtmp:="11111111";--复位信号置最大值ELSIF clk'EVENT AND clk='1' THEN--检测时钟上升沿IF tmp="00000000" THENtmp:="11111111";--递减到0置最大值ELSEtmp:=tmp-1;--递减运算END IF;END IF;q<=tmp;END PROCESS;END behave;3、三角波模块三角波波delat的VHDL程序如附录所示，其中clk是输入时钟端口，reset 为输入复位端口，q为八位二进制输出端口。
三角波波形是对称的，每边呈线形变化，所以可以根据数据做简单运算，就可以得到三角波。
图3 三角波模块仿真图程序设计的是reset复位信号为0时输出为0，无对应的波形产生。
当复位信号为1时，当每当检测到时钟上升沿时，当计数的数据不是最大值时，数值做递增运算，当增大到最大时，然后再做递减运算，因此输出的波形便呈现出三角波的形状。
从仿真波形图也能看出这种变化规律。
VHDL描述如下：ARCHITECTURE behave OF delat ISBEGINPROCESS(clk,reset)V ARIABLE tmp: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));V ARIABLE a: STD_LOGIC;BEGINIF reset='0' THENtmp:="00000000";--复位信号为0，置最小值ELSIF clk'EVENT AND clk='1' THEN--检测时钟上升沿IF a='0' THENIF tmp="11111110" THENtmp:="11111111"; --置最大值a:='1';ELSE --不是最大值时递增tmp:=tmp+1;--递增运算END IF;ELSEIF tmp ="00000001" THENtmp:="00000000"; --置最小值a:='0';ELSE --a为1时，执行递减运算tmp:=tmp-1;--递减运算END IF;END IF;END IF;q<=tmp;END PROCESS;END behave;4、阶梯波模块阶梯波ladder的VHDL程序如附录所示，其中clk是输入时钟端口，reset 为输入复位端口，q为八位二进制输出端口。
图4 阶梯波模块仿真图阶梯波设计的是数据的递增是以一定的阶梯常数向上增加，所以输出的波形呈现是成阶梯状的，而不是，完全呈现是直线增长。
ARCHITECTURE behave OF ladder ISBEGINPROCESS(clk,reset)V ARIABLE tmp: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));V ARIABLE a: STD_LOGIC;BEGINIF reset='0' THENtmp:="00000000";--复位信号为0，置最小值ELSIF clk'EVENT AND clk='1' THEN--检测时钟上升沿IF a='0' THEN--判断a数值，计数。
IF tmp="11111111" THENtmp:="00000000"; --计数到最大清零a:='1';ELSEtmp:=tmp+16;--阶梯常数为16，可修改a:='1';END IF;ELSEa:='0';--循环计数标志END IF; END IF; q<=tmp;END PROCESS; END behave;5、正弦波模块正弦波模块由三个部分组成：6位地址发生器、正弦信号数据ROM 和原理图顶层设计文件。