基于FPGA的波形发生器的设计(推荐).docVIP

基于FPGA的波形发生器的设计 （南华大学 湖南 衡阳 421001） 指导老师： 摘 要：利用FPGA完成波形发生器的设计，可以产生频率和幅值都可调的正弦波和三角波。首先对标准波形进行采样，然后经过DA转换和滤波输出平滑的波形。采用VHDL硬件描述语言完成波形发生和存储程序编写，并下载到Xilinx公司的SpartanⅡ系列目标芯片XC2S2005PQ-208上调试通过，得到的波形好，可达到技术指标。 关键词：FPGA，VHDL，采样，正弦波，三角波 Design of Wave-Generator Based on FPGA Cao Xueke Tian Dandan Tan Xianfeng （Nanhua University HengYang Hunan 421001） Teacher：Wang Yan Abstact：Design the Wave-Generator based on FPGA. It can generate sine wave and triangle wave. First, it samples the standard wave, then generates a smooth wave after DA converter and filter. Using hardware design language VHDL to finish the wave generation and storage and downloading it into the object chip of XC2S2005PQ-208 SpartanⅡ,Series, Xilinx, Co. The waves are well done and can reach the technique index. Keywords：FPGA, VHDL, sampleing, sine wave, triangle wave 目 录 系统设计……………………………………………………………1 1.1 设计要求 …………………………………………………………………...……1 1.1.1 基本部分……………………………………………………………………..1 1.1.2 发挥部分…….………………………………………………………………..1 1.2 总体设计方案………………………………………………………………….1 1.2.1 方案比较……………………………………………………………………..1 1.2.2 系统组成及工作原理……………………………………………………………..2 单元电路设计……..………………………………………………….4 2.1 时钟的设计………………………………………………………………………4 2.2 状态机的设计………………………………………………………………….…5 2.2.1 状态机设计的优越性……………………………………………………………5 2.2.2 实现方法……………………………………………………………………….5 软件设计………………………………………………………………3 系统测试………………………………………………………………4 4.1 测试使用的仪器………………………………………………………………4 4.2测试方法…………………………………………………………………………4 4.3指标测试和测试结果………………………………………………………..……4 4．3．1 频率和幅度测试…………………………...……………………………………..5 4．3．1测试结果……….………………………………………………………………..5 结束语…………………………………………………………………5 参考文献………………………………………………………………5 附录…….…………………………………………………………………………..5程序清单…….………………………………………………………………………...5 第一章 系统设计 1.1 设计要求 1.1.1 基本部分 设计一波形发生器，可以产生频率和幅值都可调的正弦波。 1.1.2 发挥部分 在产生正弦波的基础上，可产生三角波或其它任意波形。 1.2 总体设计方案 1.2.1方案比较 方案一：采用模拟分立元件或单片机压控函数发生器来完成设计。可产生方波，正弦波，三角波，通过调整外部元件可以改变输出频率，但是采用模拟器件分散性大，产生的频率稳定性较差、精度低、抗干扰能力差、成本也比较高。 方案二：由单片机来完成设计。目前，单片机的功能已比较强大，集成度日益