第8章 应用VHDL语言方法设计简易正弦波信号发生器 【要求】 掌握运用VHDL语言设计正弦波形发生器的基本方法 【知识点】 • 理解函数发生器的含义 • 理解VHDL设计正弦波形发生器 • 理解FPGA对D/A的接口和控制技术 【重点和难点】 • VHDL设计正弦波形发生器 • FPGA对D/A的接口和控制技术 §8.1 工作任务的陈述与背景 一、工作任务 用VHDL语言方法设计一个正弦波形发生器。 基本要求: ①学习 VHDL设计正弦波形发生器; ②掌握FPGA对D/A的接口和控制技术。 完成波形发生器的设计、仿真测试及实验系统上的硬件测试。 二、任务背景 自 20世纪 60年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器。作为电子系统的重要组成部分，它广泛地应用在电子技术实验、自动控制系统和其他科研领域。早期的信号发生器多采用模拟电子技术，电路形式有采用运放及分离元件构成，也有采用单片集成函数发生器专用芯片。 但采用模拟电路组成的函数信号发生器，一般可靠性较差，频率输出精度、稳定度低，调节不够精确，设计过程复杂、困难，功能不易扩展，尤其对任意波信号产生较为困难，难以满足科研和高精度实验的需要。现代高精度函数发生器设计采用了 EDA技术，不但大大缩短了开发研制周期，提高了设计效率，输出信号频率精度和稳定度有很大提升，而目使系统具有结构紧读、设计灵活、实现简单、性能稳定的特点。 本章着重介绍采用EDA技术，应用VHDL语言，在 ALTERA公司的QuartusⅡ软件环境下，完成频率可调的正弦波发生器的程序设计过程，并进行逻辑综合、仿真和硬件下载，产生正弦波信号。 §8.2 完成工作任务的引导 一、资讯 要完成本任务，需要了解以下方面的知识。 1.函数(波形)信号发生器的定义和作用 函数(波形)信号发生器能产生某些特定的周期性时间函数波形(C n1，弦波、方波、二角波、锯齿波和脉冲波等)信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。函数信号发生器在电路实验、设备检测、通信、宙达、导航、宇航等领域中具有十分广泛的用途。本次设计只是简单完成正弦波输出的功能。 2.直接数字合成器DDS ( Direct Digtal Synthesizer)知识 DDS中变要包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器二个部分，本次设计参考DDS设计电路结构。 • ①频率变化知识。用户通过输入频率控制码来改变输出信号频率。 • ②相位变化知识。通过相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加来改变相位值。...
