目錄
摘要 I
Abstract II
1 引言 - 1 -
1.1 編寫函數(shù)信號發(fā)生器的目的及意義 - 1 -
1.2本設(shè)計的主要內(nèi)容 - 2 -
2 FPGA概述 - 3 -
2.1 FPGA技術(shù)的發(fā)展歷程和動向 - 3 -
2.2 FPGA的設(shè)計方法 - 3 -
2.3 FPGA的設(shè)計流程 - 4 -
2.3.1 基于“自頂向下”設(shè)計方法的FPGA設(shè)計流程 - 4 -
2.3.2 基于“自頂向下”設(shè)計流程的優(yōu)點 - 5 -
2.4 VHDL硬件描述語言介紹 - 5 -
2.4.1 VHDL語言的發(fā)展歷史 - 5 -
2.4.2 VHDL語言的特點 - 6 -
2.4.3 VHDL語言的開發(fā)流程 - 7 -
2.4.4 VHDL語言設(shè)計總結(jié) - 7 -
2.5 Quartus II軟件介紹 - 9 -
2.5.1 Quartus II 概述 - 9 -
2.5.2 Quartus II的設(shè)計流程 - 10 -
2.5.3 Quartus II設(shè)計方法 - 10 -
3 函數(shù)信號發(fā)生器的FPGA設(shè)計 - 12 -
3.1 三角波信號發(fā)生器的設(shè)計 - 12 -
3.1.1 三角波的VHDL描述 - 12 -
3.1.2 三角波信號發(fā)生器的邏輯電路圖 - 13 -
3.2 正弦波信號發(fā)生器的設(shè)計 - 14 -
3.2.1 正弦波的VHDL描述 - 14 -
3.2.2 正弦波信號發(fā)生器的邏輯電路圖 - 17 -
3.3 方波信號發(fā)生器的設(shè)計 - 18 -
3.3.1 方波的VHDL描述 - 18 -
3.3.2 方波信號發(fā)生器的邏輯電路圖 - 20 -
3.4 波形選擇模塊的設(shè)計 - 20 -
3.4.1 波形選擇模塊的VHDL描述 - 20 -
3.4.2 波形選擇模塊的邏輯電路圖 - 22 -
3.5 頂層模塊的設(shè)計 - 22 -
3.5.1 頂層模塊的VHDL描述 - 22 -
3.5.2 頂層模塊的邏輯電路圖 - 24 -
4 函數(shù)信號發(fā)生器的仿真結(jié)果及分析 - 25 -
4.1 三角波信號發(fā)生器的仿真結(jié)果及分析 - 25 -
4.2 正弦波信號發(fā)生器的仿真結(jié)果及分析 - 26 -
4.3 方波信號發(fā)生器的仿真結(jié)果及分析 - 26 -
5 結(jié)束語 - 27 -
5.1 總結(jié) - 27 -
5.2 下一步展望 - 27 -
參考文獻 - 28 -
致 謝 - 29 -

摘要
函數(shù)信號發(fā)生器是各種測試和實驗過程中不可缺少的工具，在通信、測量、雷達、控制、教學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。在科技飛速發(fā)展的今天，F(xiàn)PGA在函數(shù)信號發(fā)生器的領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。隨著我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展，對相應(yīng)的測試儀器和測試手段也提出了更高的要求，信號發(fā)生器己成為測試儀器中至關(guān)重要的一類，因此開發(fā)信號發(fā)生器具有重大意義。
函數(shù)信號發(fā)生器能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等等各波形信號，還能夠?qū)⑵渲腥我鈨煞N信號或三種信號疊加產(chǎn)生疊加波形。波形頻率可以調(diào)節(jié)，通過撥碼開關(guān)可以選擇波形以不同頻率輸出。輸出的波形信息是8位二進制數(shù)字量，可通過D/A期間轉(zhuǎn)換為模擬量后進行放大輸出。
設(shè)計通過硬件描述語言VHDL來實現(xiàn)，并使用 Altera的QuartusII軟件進行編譯、調(diào)試與仿真，驗證了函數(shù)信號發(fā)生器完全可以實現(xiàn)預(yù)定的功能。
關(guān)鍵詞：函數(shù)信號發(fā)生器；FPGA；VHDL；Quartus II軟件

Abstract
Function signal generator is the most essential tool in all kinds of test and experiment. It is very widely used in communications, measuring, radar, control, teaching etc .In the days of rapid development of science and technology, FPGA has been preva lently applied in the field of function signal generator . Along with the fast development of economy and science in our country, the corresponding testing instrument and test method entail higher speed and quality, signal generator has become a vital category , thus developing signal generator is of great significance.
Function signal generator can generate sine wave, triangular, square, etc. various waveform signal, including superposition waveform produced by any two or three kinds of signals. Because wave frequency is adjustable so dial through code switch it can output different frequency waveform . The output waveform information is 8 binary Numbers,also it can be transformed to analog through the D/A to be amplified and then output.
The design is accomplished by the VHDL hardware description language and use QuartusII software for compile, debug and simulation. It is verified to prove that the function signal generator can achieve predetermined function.
Key words: Function signal generator; FPGA;VHDL; QuartusII software.