简易信号发生器设计.doc

目录1引言 12信号发生器的设计原理 73程序设计及仿真分析 194硬件测试 235设计总结 24参考文献 25附录 261引言简易多功能信号发生器是信号发生器的一种,又名信号源。在生产实践和科研领域中有着广泛的应用。在生产生活领域有广泛的应用。信号发生器产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,用示波器等仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。信号发生器可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,锯齿波和方波等,是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。基于信号发生器在生活中应用的重要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。作为一个学电气工程及其自动化专业的学生,我们必须对EDA有个全面的认识及扎实的基础。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。本设计以信号发生器的功能为设计对象,采用基于VHDL的采用自顶向下设计方法,运用EDA技术编程进行各种波形的输入设计,设计处理和器件编程。在VHDL语言的编写中按照语言描述规范,实现了几种波形的软件设计和具体逻辑元件结构的硬件映射。在本设计中信号发生器能够产生四种波形,如正弦波,三角波,锯齿波和方波,并能实现对各种波形频率的选择及幅值的调节。本设计是采用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,方波和锯齿波。且对各种波形的要求如下:(1)根据按键选择不同的波形(实现三角波,正弦波,方波和锯齿波);(2)各波形的频率范围为100Hz-20KHz;(3)各波形频率可调(通过按键控制频率的变化,步进值为500Hz);(4)用LED数码管实时显示输出波形的频率值;(5)用按键交替实现实现输出信号的幅度调节()。(ElectronicDesignAutomation)的缩写,是90年代初从CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试)和CAE(计算机辅助工程)的概念当中发展而来的。EDA依赖于功能强大的计算机,针对由HDL(HardwareDescriptionlanguage)语言完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。综合器在工作前,必须给定所要实现的硬件结构参数,它的功能就是将软件描述与给定的硬件结构用一定的方式联系起来。也就是说,综合器是软件描述与硬件实现的一座桥梁。综合过程就是将电路的高级语言描述转换成低级的、可与目标器件相映射的网表文件。适配器的功能是将由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件中,产生最终的下载文件。适配所选定的目标器件必须属于在综合器中已指定的目标器件系列。适配器的功能是将由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件中,产生最终的下载文件。适配所选定的目标器件必须属于在综合器中已指定的目标器件系列。描述语言HDL是相对于一般的计算机软件语言,如C、PASCAL而言的。HDL语言使用是设计硬件电子系统的计算机语言,它能描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。设计者可利用HDL程序来描述所希望的电路系统,规定器件结构特征和电路的行为方式,然后利用综合器和适配器将此程序变成能控制器件内部结构,并实现相应逻辑功能的门级或更底层的结构网表文件或下载文件。目前比较流行的HDL语言主要有VerilogHDL和VHDL。几乎所有适于大学生做的数字逻辑电路实验都可以在计算机上利用EDA(ElectronicDesignAutomatic—电子设计自动化)软件进行设计、仿真,只有极少量外部配件不能在计算机上进行仿真。因此,在实****前期阶段,即