3 函数信号发生器的设计智能函数信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、锯齿波和方波等函数信号波形的电路和仪器，它与示波器、电压表、频率计等仪器一样，是最普通、最基本、应用最广泛的电子仪器之一，在电子技术实验、自动控制系统和其它科研领域，几乎所有的电参量的测量都需要用到信号发生器。
3.1 设计要求设计一个智能函数信号发生器，能够以稳定的频率产生正弦波、三角波、锯齿波和方波，并能够通过按键选择输出4种不同种类的函数波形，同时具有系统复位功能。
3.2 设计方案智能函数信号发生器主要由两大部分电路组成：即函数信号发生电路和函数信号选择电路。
其中函数发生电路包括产生正弦波、三角波、锯齿波和方波4种不同函数波形的模块，如图 3 - 1所示。
开关SEL时钟CLK波形输出复位CLR图 3 - 1 函数信号发生器组成框图函数发生电路要产生4种不同的波形，因此要针对每种函数波形设计对应的电路模块。
虽然每个模块的输入和输出设置相同，但不同的函数发生模块对信号的处理方式不同。
对于三角波、锯齿波和方波3种比较规则的波形，可以用程序代码产生；而对于正弦波，则可以使用宏模块实现。
3.3 模块设计⒈正弦波产生模块正弦波的产生可用图 3 - 2所示电路实现，其中XHQ_Cout是LAM计数器，XHQ_ROM是只读存储器。
ROM中保存正弦波信号的数据，其地址由计数器XHQ_Cout提供；而XHQ_Cout是一个8位加法计数器。
在时钟信号的控制下，计数器输出q[7..0]在00000000-11111111范围内循环变化，使ROM 输出周期性变化的正弦波形信号数据。
为此需要先设计计数器XHQ_Cout和只读存储器XHQ_ROM。
图 3 - 2 正弦波产生原理图⑴定制LPM计数器①新建工程文件后，选择【Tools】 【MegaWizard Plug-In Manager…】菜单命令，在弹出的如图 3 - 3所示〖MegaWizard Plug-In Manager[page 1]〗对话框中单击按钮，接着弹出图 3 - 4所示〖MegaWizard Plug-In Manager[page 2a]〗对话框。
设计报告课程名称在系统编程技术任课教师设计题目四位十进制频率计设计班级姓名学号日期一、题目分析㈠主要指标和要求1.设计4位十进制频率计，学习较复杂的数字系统设计方法；2.深入学习数字系统设计的方法与步骤；3.用元件例化语句写出频率计的顶层文件；4.用VHDL硬件描述语言进行模块电路的设计；5.设计硬件要求：PC机，操作系统为Windows2000/XP，本课程所用系统均为Quartus II设计平台，GW48系列SOPC/EDA实验开发系统。
㈡原理工作说明：1、测频原理若某一信号在T秒时间里重复变化了N 次，则根据频率的定义可知该信号的频率fs 为：fs=N/T 通常测量时间T取1秒或它的十进制时间。
频率总体计方框图如下：图（1）频率总体计方框图（1）、时基T 产生电路：提供准确的计数时间T。
晶振产生一个振荡频率稳定的脉冲，通过分频整形、门控双稳后，产生所需宽度的基准时间T的脉冲，又称闸门时间脉冲。
注意：分频器一般采用计数器完成，计数器的模即为分频比。
（2）、计数脉冲形成电路：将被测信号变换为可计数的窄脉冲，其输出受闸门脉冲的控制。
（3）、计数显示电路：对被测信号进行计数，显示被测信号的频率。
计数器一般采用多位10 进制计数器；控制逻辑电路控制计数的工作程序：准备——计数——显示——复位——准备下一次测量。
2、具体实现根据频率的定义和频率测量的基本原理，测定信号的频率必须有一个脉宽为1秒的对输入信号脉冲计数允许的信号；1秒计数结束后，计数值锁入锁存器的锁存信号和为下一测频计数周期作准备的计数器清0信号。
这3个信号可以由一个测频控制信号发生器产生，即图（a）中的TESTCTL，它的设计要求是，TESTCTL的计数使能信号CNT_EN 能产生一个1秒脉宽的周期信号，并对频率计的每一计数器CNT10的ENA使能端进行同步控制。
当CNT_EN高电平时，允许计数；低电平时停止计数，并保持其所计的脉冲数。
在停止计数期间，首先需要产生一个锁存信号LOAD，在该信号上升沿时，将计数器在前1秒钟的计数值锁存进各锁存器REG4B中，并由外部的7段译码器译出，显示计数值。
2012年06月第16期科技视界SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界Science &Technology Vision0前言当代,快节奏高质量的生活,使洗衣机越来越受到人们的青睐。
洗衣机在市场发展中备受欢迎,日渐成为人们生活中的必备品,因此革新洗涤技术成为业界人士非常关注的问题,越来越多的人投身于研究洗衣机[1],探索各种新的技术。
现代的电子设计技术的核心已趋转向基于计算机的电子设计自动化技术[2],即EDA(Electronic Design automation)技术,它以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,可以大大降低设计成本,缩短设计周期。
EDA 工具软件大致可分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件、系统设计辅助软件等三类,包括Protel、multiSIM10、OrCAD、Quartus II [3]、Matlab 等等,E⁃DA 设计方法分为图形输入和硬件描述文本输入[4]。
此次设计的基于EDA 的洗衣机控制器,以杭州康芯电子有限公司生产的GW48系列/SOPC/EDA 实验开发系统箱为硬件平台,Quartus II 6.0为软件平台,选择的目标芯片是Cyclone 系列EP1C6Q240C8,采用VHDL 语言输入法进行设计。
实验结果显示,系统运行良好,实现了全自动洗衣机的基本功能。
1研究内容本设计实现了对洗衣机整个过程的控制,主要研究内容如下:(1)上电复位后的初始化,初始化的洗涤模式是标准模式b,定时间为15分钟;(2)启/停控制,每按一次启/停键,状态转换一次;(3)控制器正/反向输出信号,工作控制过程如图1所示;(4)洗涤定时精确度0.1,选择的洗衣模式不同,正反基于EDA 的洗衣机控制器设计姚毅陈艳风(湖南人文科技学院通信与控制工程系湖南娄底417000)【摘要】EDA 技术融合了大规模集成电路制造技术、FPGA/CPLD 编程下载和自动检测等技术,利用EDA 技术设计系统可以大大的降低设计成本,缩短设计周期。
2095.12. 正弦信号发生器程序设计与仿真实验1实验目的熟悉QuartusII 及其LPM_ROM 与FPGA 硬件资源的使用方法。
2实验原理正弦信号发生器的结构由3部分组成，数据计数器或地址发生器、数据ROM 和D/A 。
性能良好的正弦信号发生器的设计，要求此3部分具有高速性能，且数据ROM 在高速条件下，占用最少的逻辑资源，设计流程最便捷，波形数据获最方便。
图5.12.1所示是此信号发生器结构图，顶层文件SINGT.VHD 在FPGA 中实现，包含2个部分：ROM 的地址信号发生器由5位计数器担任，和正弦数据ROM ，其原理图如图5.12.2所示。
拒此，ROM 由LPM_ROM 模块构成能达到最优设计，LPM_ROM 底层是FPGA 中的EAB 或ESB 等。
地址发生器的时钟CLK 的输入频率f 0与每周期的波形数据点数（在此选择64点）以及D/A 输出的频率f 的关系是：640f f图5.12.1 正弦信号发生器结构图图5.12.2 正弦信号发生器原理图3 实验内容在Quartus II 上完成正弦信号发生器设计，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SignalTap II 测试、FPGA 中ROM 的在系统数据读写测试和利用示波器测试。
最后完成EPCS1配置器件的编程。
4 实验预习与思考如果CLK 的输入频率是50MHz ，ROM 中一个周期的正弦波数据是128个，要求输出的正弦波频率不低于150KHz，DAC0832是否能适应此项工作？为什么？5 原理图的建立与仿真(1) 为此工程建立文件夹，文件夹名为zxb(2) 建立原理图文件, 单击New→Device Dising→Block Diagram/Schematic file→OK，弹出原理图窗口如图5.12.3所示，图5.12.3 原理图建立窗口(3) 双击原理图窗口的任意处弹出如图5.12.4窗口，在窗口的Name处输入input（输入节点），点击ok，然后保存,文件名为cnt.210图5.12.4 原理图输入窗口(4) 创建工程与第2章2.1节的方法相同。
