一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

（1）學(xué)習(xí)并掌握Quartus II的使用方法
（2）學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單時(shí)序電路的設(shè)計(jì)和硬件測(cè)試。
（3）學(xué)習(xí)使用VHDL 語(yǔ)言方法進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)輸入
（4）進(jìn)一步熟悉QuartusⅡ及其 LPM_ROM 與 FPGA硬件資源的使用方法,學(xué)習(xí)較復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，并在實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)上熟悉運(yùn)行輸入及仿真步驟原理

二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

（1） PC機(jī)一臺(tái)。
（2）Quartus Ⅱ開發(fā)軟件一套
（3）EDA實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)一套(EP1C12Q240C8)

三、實(shí)驗(yàn)原理

正弦信號(hào)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)由4部分組成:數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器或地址發(fā)生器、波形數(shù)據(jù)ROM、D/A和濾波電路。性能良好的正弦信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)要求此4部分具有高速性能，且數(shù)據(jù) ROM在高速條件下，占用最少的邏輯資源，設(shè)計(jì)流程最便捷,波形數(shù)據(jù)獲取最方便。
數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器或地址發(fā)生器產(chǎn)生控制ROM波形數(shù)據(jù)表的地址,輸出信號(hào)的頻率由ROM地址的變化速率決定,變化越快,輸出頻率越高。
波形數(shù)據(jù)表ROM用于存放波形數(shù)據(jù),可以存放正弦波、三角波或者其他波形數(shù)據(jù)。
D/A轉(zhuǎn)換器將ROM 輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)過濾波電路后輸出。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在Quartus Ⅱ上完成正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì),包括仿真和資源利用情況（假設(shè)利用Cyclone器件)。然后在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上實(shí)測(cè)，包括Quartus Ⅱ測(cè)試、FPGA中 ROM在系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀寫測(cè)試和利用示波器測(cè)試。最后完成配置器件的編程。

五、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）啟動(dòng)Quartus II建立一個(gè)空白工程,然后命名為 rom.qpf。
（2）新建VHDL 源程序文件rom.bdf,輸入程序代碼并保存，進(jìn)行綜合編譯,若編譯過程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則找出并更正錯(cuò)誤，直至編譯成功為止。
（3）5位計(jì)數(shù)器生成方法，選擇工具欄的File→New→Device Dising→VHDL File→OK，在原程序輸入窗口輸入以下程序，后保存并編譯。編譯成功后單擊工具欄的File→Credte Update→ Create Symbol Files for Current File

LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED. ALL; ENTITY CNT6b IS PORT (CLK: IN std_logic;CQ: OUT std_logic_vector(5 downto 0)); END CNT6b; ARCHITECTURE behav OF CNT6b IS BEGIN PROCESS(CLK)variable CQI :std_logic_vector(5 downto 0);BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK='1'THENIF CQI<4 THEN CQI:=CQI + 1;END IF;END IF;CQ<= CQI;END PROCESS;END behav;

編譯成功后雙擊已創(chuàng)建的rom.bdf原理圖窗口彈出如下圖窗口,單擊窗口左上腳Project即可看到剛才建好的CNT6b工程文件,用鼠標(biāo)左鍵選擇CNT6b，再單擊ok即可將cnt6原理圖模塊調(diào)入原理圖窗口。

（4）設(shè)計(jì)LPM_ROM相關(guān)元件，打開Mif任意波編輯器Mif_Maker2010，選擇“設(shè)定波形”-“全局參數(shù)”，修改數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為64，數(shù)據(jù)寬度為8，如圖所示。

打開Tools菜單，選擇MegaWizard Plug-In Manager，操作如下：

點(diǎn)擊“Next”,輸出文件信息（文件類型：VHDL；文件地址：D:/Users/DELL/Desktop/sinve/；文件名稱：data_rom）

點(diǎn)擊Next后，導(dǎo)入設(shè)計(jì)的.mif文件，如下圖所示：

選擇產(chǎn)生文件類型，默認(rèn)產(chǎn)生data_rom.vhd，可以自由選擇產(chǎn)生更多的文件

首先在文件夾D:/Users/DELL/Desktop/sinve/中找到生成的文件data_rom.v；將data_rom.v設(shè)為當(dāng)前工程，并對(duì)其編譯；選擇File-Create/Update-Create Symbol Files for Current File,生成data_rom元件

（5）選擇目標(biāo)器件并對(duì)相應(yīng)的引腳進(jìn)行鎖定,在這里所選擇的器件為Altera公司 Cyclone系列的EPIC12Q240C8芯片。將未使用的管腳設(shè)置為三態(tài)輸入。則找出并更正錯(cuò)誤,
（6）對(duì)該工程文件進(jìn)行全程編譯處理，若在編譯過程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤直至編譯成功為止。接到PC機(jī)的打印機(jī)并口
（7）拿出 Altera Byte Blaster II下載電纜，并將此電纜的兩端分別接到PC機(jī)的打印機(jī)并口和實(shí)驗(yàn)箱的JTAG下載口上，打開電源，執(zhí)行下載命令，把程序下載到 FPGA器件中，觀察示波器顯示狀態(tài)。
QUARTUS II效果展示圖：

（注：此圖中三個(gè)data_rom從上到下依次是方波，正弦波，三角波具體做實(shí)驗(yàn)時(shí)接其一即可）
成果展示圖：



引腳配置：

六、實(shí)驗(yàn)要求

（1）選擇實(shí)驗(yàn)電路模式5
（2）設(shè)計(jì)仿真文件，進(jìn)行軟件驗(yàn)證
（3）用VHDL程序設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)
（4）通過下載線下載到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行硬件測(cè)試驗(yàn)證

七、實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展

工程文件下載：
正弦，方波，三角波信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)源工程代碼

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的正弦信号发生器设计——VHDL的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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