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华南理工大学广州学院

数字系统设计（VHDL）课程报告

题目：简易波形发生器

姓 名： 曾祥安 学 号： 201130085225 序 号： 1 学 院： 电子信息工程学院 班 级： 11级电信2班 指导老师： 李 欣 完成时间： 2014-01-02

简易波形发生器

一、功能及原理介绍

本课设选择了“简易波形发生器”作为课设题目。波形的产生有很多种方法，比如有DDS芯片产生波形，单片机产生波形，可编程逻辑器件产生等。FPGA是可编程门阵列，它能通过硬件描述语言如VHDL和Verilog对实体器件的功能描述实现各种功能的电路模块。从规模上说，小到可以点一盏灯，大到可以做出一个复杂的芯片内核。作为FPGA的课程设计，我当然是要选用FPGA来实现波形的产生的了。课设并没有使用实验室的实验箱作为硬件平台，而是选用了自己买的板，使用的芯片是Cyclone II的EP2C8Q208C8N。 在我的设计中，我产生了五种波形，分别是方波、三角波、减锯齿波、增锯齿波还有正弦波。其中前四种波形是直接通过编写VHDL文件来实现的，而正弦波的实现则通过LPM_ROM的方法间接产生的。LPM_ROM的方法是在Quartus ii的开发界面中按照一定的操作步骤先建立一个ROM，我设定的ROM大小为128*8Byte,即是说这个ROM能放128个字节。通过MIF maker软件生成包含128个正弦波数据点的mif文件，然后把这个文件在创建ROM的某个步骤中选中，把这些数据在生成ROM的同时也把波形数据烧写进去，于是乎ROM里面就含有了正弦波的数据了。要想产生正弦波就需要在7根地址线上通过ROM地址自增器由0000000到1111111的线性递增来实现。选中波形存储的某个单元，某个单元的数据就会被输出，于是就能达到产生正弦波的目的。除了五个波形产生的模块，还需要一个数据选择器来对五路波形有选择性地单个输出。在我的FPGA开发板上，我使用了四个拨码开关，三个用来选择波形，一个用来控制异步复位信号。

二、 VHDL编程实现

（1）方波

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all; entity square is

port(clk,reset: in std_logic;

q:out std_logic_vector(7 downto 0)); end square;

architecture behav of square is signal a:std_logic; begin

process(clk,reset)

variable tmp:std_logic_vector(7 downto 0); begin

if reset='0'then a<='0';

elsif rising_edge(clk) then if tmp=\ tmp:=\ else tmp:=tmp+1; end if;

if tmp<=\ a<='1'; else

a<='0'; end if; end if; end process; process(clk,a) begin

if rising_edge(clk)then if a='1' then q<=\ else

q<=\ end if; end if; end process; end behav;

（2）三角波 library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all; entity triangle is 实体

port(clk,reset:in std_logic; q:out std_logic_vector(7 downto 0)); end triangle;

architecture behav of triangle is 角波结构体

--程序包 --定义三角波

--定义三