VHDL語(yǔ)言正弦波信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

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一、試驗(yàn)內(nèi)容

1.設(shè)計(jì)一正弦信號(hào)發(fā)生器，采用ROM進(jìn)行一個(gè)周期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)地址發(fā)生器產(chǎn)生正弦信號(hào)。（ROM：6位地址8位數(shù)據(jù)；要求使用兩種方法：VHDL編程和LPM）

2.正弦信號(hào)六位地址數(shù)據(jù)

128，140，153，165，177，188，199，209，219，227，

235，241，246，250，253，255，255，254，252，248，244，238，231,223，214，204，194，183，171，159，147，134，

121，109,96,84,72,61,51,41,32,24，17,11,7,3，1，0，0，2，5,9，1420,28,36,46,56,67,78,90,102,115,127。二、試驗(yàn)原理

正弦波信號(hào)發(fā)生器是由地址發(fā)生器和正弦波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ROM兩塊構(gòu)成，輸入為時(shí)鐘脈沖，輸出為8位二進(jìn)制。

1．地址發(fā)生器的原理

地址發(fā)生器實(shí)質(zhì)上就是計(jì)數(shù)器，ROM的地址是6位數(shù)據(jù)，相當(dāng)于64位循環(huán)計(jì)數(shù)器。

2.只讀存儲(chǔ)器ROM的設(shè)計(jì)(1)、VHDL編程的實(shí)現(xiàn)

①基本原理：為每一個(gè)存儲(chǔ)單元編寫一個(gè)地址，只有地址指定的存儲(chǔ)單元才能與公共的I/O相連，然后進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的讀寫操作。

②規(guī)律功能：地址信號(hào)的選擇下，從指定存儲(chǔ)單元中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。

(2)、基于LPM宏功能模塊的存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)

①LPM：LibraryofParameterizedModules，可參數(shù)化的宏功能模塊庫(kù)。②QuartusII提供了豐富的LPM庫(kù)，這些LPM函數(shù)均基于Altera器件的結(jié)構(gòu)做了優(yōu)化處理。

③在實(shí)際的工程中，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)實(shí)際電路的設(shè)計(jì)需要，選擇LPM庫(kù)中適當(dāng)?shù)哪K，并為其設(shè)置參數(shù)，以滿足設(shè)計(jì)的要求，從而在設(shè)計(jì)中十分便利的調(diào)用優(yōu)秀的電子工程技術(shù)人員的硬件設(shè)計(jì)成果。

三、設(shè)計(jì)方案

1.基于VHDL編程的設(shè)計(jì)

在地址信號(hào)的選擇下，從指定存儲(chǔ)單元中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)框圖如下:

2.基于LPM宏功能模塊的設(shè)計(jì)

LPM宏功能具有豐富的由優(yōu)秀的電子工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的硬件源代碼可供調(diào)用，我們只需要調(diào)用其設(shè)計(jì)的模塊并為其設(shè)計(jì)必要的參數(shù)即可。

四、原理圖

1、VHDL編程的實(shí)現(xiàn)(1)、頂層原理圖

（2）、地址發(fā)生器的VHDL語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)

（3）、ROM的VHDL語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)

（4）、為了在示波器上得到更好的現(xiàn)象需要對(duì)FPGA模塊進(jìn)行分頻處理分頻的ＶＨＤＬ語(yǔ)言如下：

（５）、仿真結(jié)果如下：

２.利用LPM宏功能的實(shí)現(xiàn)（１）、頂層原理圖

（２）、利用ＬＰＭ設(shè)計(jì)ＲＯＭ

①、設(shè)置ROM數(shù)據(jù)空間的大小，以及每個(gè)數(shù)據(jù)單元的字長(zhǎng)