正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指南-de2

1、實(shí)驗(yàn)練習(xí) 正弦信號(hào)發(fā)生器練習(xí)一 正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)利用分頻器將clk設(shè)為16hz本實(shí)驗(yàn)預(yù)備了兩個(gè)文件：sin.v和sinwave.mif。sin.vhd是頂層設(shè)計(jì)文件；sinwave.mif是rom的初始化文件。這兩個(gè)文件在下面設(shè)計(jì)將用到。實(shí)驗(yàn)之前建立一個(gè)sinwave文件夾將以上兩個(gè)文件拷入其中。下面將詳細(xì)介紹設(shè)計(jì)流程：1 工程創(chuàng)建進(jìn)入QuartusII開發(fā)軟件，選擇File-New Project Wizad。彈出工程向?qū)?duì)話框，點(diǎn)擊Next。在對(duì)應(yīng)位置填入工程名和頂層實(shí)體名，再點(diǎn)擊Next。點(diǎn)擊Next。實(shí)驗(yàn)所使用的是Cyclone系列的“EP2C35Q672C6”，點(diǎn)擊Finish。工

2、程新建完成，此時(shí)只是配置了與工程相關(guān)的一些基本設(shè)置，在開發(fā)過程中如需要，仍然可以通過菜單Assignments ->Settings來修改。2 sin信號(hào)發(fā)生器頂層模塊的設(shè)計(jì)新建文件，打開File->New，選擇Device Design Files子類中的Verilog，點(diǎn)擊OK，創(chuàng)建一個(gè)verilog文件。在編輯區(qū)verilog語言輸入，或者用文本方式打開sin.v文件將其中的內(nèi)容拷貝到編輯區(qū)，并以sinwave.v文件名保存。也可以用下面方法：本實(shí)驗(yàn)事先已經(jīng)準(zhǔn)備了sin.v文件，可以將其文件名改為sinwave.v，添加到工程中。3定制ROM存儲(chǔ)sin波形數(shù)據(jù)1) 建立.mi

3、f文件.mif是FPGA片內(nèi)rom的初始化文件。點(diǎn)擊菜單File->New->Memory Files項(xiàng)，選擇Memory Initialization File點(diǎn)擊確定mif文件中字寬和字的數(shù)目，如下圖設(shè)置，點(diǎn)擊OK。打開mif文件。填入正弦波的數(shù)據(jù)，以文件名sinwave.mif保存。本實(shí)驗(yàn)事先已準(zhǔn)備了sinwave.mif文件，也可以通過右擊Project Navigator 中Files，打開File對(duì)話框，直接將已經(jīng)存在的mif文件添加到工程中。2）定制ROM下面我們將初始化數(shù)據(jù)文件sinwave.mif文件加載到硬件模塊中，通過菜單Tools->MegaWizar

4、d Plug-In Manager 。彈出對(duì)話框，選擇第一項(xiàng)，點(diǎn)擊Next。選擇Memory Compiler中的ROM：1-PORT，并選擇Verilog，輸入文件名：drom.v。點(diǎn)擊Next。下面是對(duì)生成rom的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。如下圖設(shè)置，點(diǎn)擊Next。 如下圖設(shè)置，點(diǎn)擊Next。指定rom所對(duì)應(yīng)的初始話文件sinwave.mif。點(diǎn)擊Finish。將生成的drom.vhd添加到工程中。右擊Project Navigator中Files。選擇Add/Remove Files in Project。選擇以后是否自動(dòng)加載該類文件。找到drom.vhd文件，點(diǎn)擊Add。至此已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)輸入的所

5、有工作，包括：頂層文件設(shè)計(jì)，rom生成和設(shè)置初始化文件。4 編譯綜合編譯綜合點(diǎn)擊菜單Processing->Start Compilation。如果設(shè)計(jì)沒有問題就會(huì)，彈出編譯成功的對(duì)話框，并顯示下圖。如有錯(cuò)誤，就必須根據(jù)提示來查找錯(cuò)誤。5 仿真對(duì)工程編譯通過后必須進(jìn)行功能和時(shí)序仿真，以便了解系統(tǒng)是否滿足要求，步驟如下：新建波形文件，F(xiàn)ile->New->Other Files->Vector Waveform file。點(diǎn)擊OK。設(shè)定波形仿真文件的文件名，sinwave.vwf。點(diǎn)擊保存。右擊波形文件編輯區(qū)右邊空白處，選擇Insert Node or Bus。在Name

6、中填入DOUT，點(diǎn)擊OK。將DOUT信號(hào)輸入到波形文件中。用同樣的方式將CLK輸入到波形文件中。右擊CLK，設(shè)置輸入信號(hào)CLK。點(diǎn)擊菜單Processing-Start Simulation，對(duì)工程進(jìn)行仿真。右擊DOUT選擇Properties，Radix選擇Unsigned Decimal，點(diǎn)擊確定。下面是正確仿真結(jié)果。6 管腳分配點(diǎn)擊菜單Assignment-Pins，打開管腳編輯器，設(shè)置如下Location。將工程重新編譯一次，用于保存管腳的設(shè)置。7 硬件設(shè)置下載在編譯后工程文件夾中就會(huì)生成一個(gè)sinwave.sof文件，用于下載到FPGA中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能。在下載前必須先對(duì)硬件進(jìn)行連接和

7、設(shè)置。當(dāng)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)箱上的并口線已經(jīng)和計(jì)算機(jī)正確之后，還需在Quartus II中作必要的設(shè)置。點(diǎn)擊菜單Tools-Programmer。點(diǎn)擊Hardware Setup。打開一個(gè)對(duì)話框。在點(diǎn)擊Add Hardware。如下圖設(shè)置，點(diǎn)擊OK。 一般情況Quartus II能夠自動(dòng)的監(jiān)測(cè)到sinwave.sof文件。也可以點(diǎn)擊Add File來添加文件。選擇Program/Configure。最后點(diǎn)擊Start下載sinwave.sof到FPGA中。實(shí)驗(yàn)箱上七段顯示管會(huì)以一定的頻率顯示sinwave.mif文件中的數(shù)據(jù)，值得說明的是實(shí)驗(yàn)箱顯示的是16進(jìn)的值，而sinwave.mif中給的是無符號(hào)的1

8、0進(jìn)制值?？梢詫⒎抡嫖募inwave.vwf中DOUT的值顯示為16進(jìn)制值，就可以更好地進(jìn)行對(duì)比。至此已經(jīng)完成了實(shí)驗(yàn)一的所有內(nèi)容。練習(xí)二 SingnalTap的使用點(diǎn)擊菜單File-New，選擇Other Files，選擇SignalTap II File。點(diǎn)擊OK。如下圖所示，雙擊Node下面的空白區(qū)，打開Node Finder對(duì)話框，插入信號(hào)DOUT。在Signal Configuration中cloclk填入CLK，Sample depth選擇8k，Buffer acquisition mode如圖選擇。將設(shè)計(jì)重新編譯一次。如前面所述，點(diǎn)擊Setup來設(shè)置硬件。在SOF Manager

9、中添加sinwave.sof文件，并點(diǎn)擊下載sof文件。點(diǎn)擊Autorun Analyzer如圖中所圈。右擊DOUT，選擇Bus Display Fomat-Unsigned Line Char，就可以顯示下面波形。練習(xí)三 在線rom讀取和寫入在實(shí)驗(yàn)二的基礎(chǔ)上，不用改變?nèi)魏斡布O(shè)置。下面將介紹在線rom讀取和寫入。在Project Navigator選擇Hierarchy，展開sinwave，雙擊選擇drom:u1。打開MegaWizard Plug-In Manager。點(diǎn)擊Next，找到對(duì)應(yīng)頁(yè)，將所圈的地方設(shè)置如下圖。重新編譯工程。點(diǎn)擊菜單Tool-In-System Memory Content Editor將sinwave.sof添加到對(duì)應(yīng)位置，點(diǎn)擊所圈鍵，重新下載。右擊rom1，選擇Read Data for