正弦信号发生器设计实验指南de2.docx

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正弦信号发生器设计实验指南de2

实验练习正弦信号发生器

练习一正弦信号发生器设计

利用分频器将clk设为16hz

本实验预备了两个文件：

sin.v和sinwave.mif。

sin.vhd是顶层设计文件；sinwave.mif是rom的初始化文件。

这两个文件在下面设计将用到。

实验之前建立一个sinwave文件夹将以上两个文件拷入其中。

下面将详细介绍设计流程：

1工程创建

进入QuartusII开发软件，选择File-〉NewProjectWizad。

弹出工程向导对话框，点击Next。

在对应位置填入工程名和顶层实体名，再点击Next。

点击Next。

实验所使用的是Cyclone系列的“EP2C35Q672C6”，点击Finish。

工程新建完成，此时只是配置了与工程相关的一些基本设置，在开发过程中如需要，仍然可以通过菜单Assignments->Settings来修改。

2sin信号发生器顶层模块的设计

新建文件，打开File->New，选择DeviceDesignFiles子类中的Verilog，点击OK，创建一个verilog文件。

在编辑区verilog语言输入，或者用文本方式打开sin.v文件将其中的内容拷贝到编辑区，

并以sinwave.v文件名保存。

也可以用下面方法：

本实验事先已经准备了sin.v文件，可以将其文件名改为sinwave.v，添加到工程中。

3．定制ROM存储sin波形数据

1）建立.mif文件

.mif是FPGA片内rom的初始化文件。

点击菜单File->New->MemoryFiles项，选择MemoryInitializationFile点击

确定mif文件中字宽和字的数目，如下图设置，点击OK。

打开mif文件。

填入正弦波的数据，以文件名sinwave.mif保存。

本实验事先已准备了sinwave.mif文件，也可以通过右击ProjectNavigator中Files，打开File对话框，直接将已经存在的mif文件添加到工程中。

2）定制ROM

下面我们将初始化数据文件sinwave.mif文件加载到硬件模块中，通过菜单Tools->MegaWizardPlug-InManager。

弹出对话框，选择第一项，点击Next。

选择MemoryCompiler中的ROM：

1-PORT，并选择Verilog，输入文件名：

drom.v。

点击Next。

下面是对生成rom的参数进行设置。

如下图设置，点击Next。

如下图设置，点击Next。

指定rom所对应的初始话文件sinwave.mif。

点击Finish。

将生成的drom.vhd添加到工程中。

右击ProjectNavigator中Files。

选择Add/RemoveFilesinProject。

选择以后是否自动加载该类文件。

找到drom.vhd文件，点击Add。

至此已经完成了设计输入的所有工作，包括：

顶层文件设计，rom生成和设置初始化文件。

4编译综合

编译综合点击菜单Processing->StartCompilation。

如果设计没有问题就会，弹出编译成功的对话框，并显示下图。

如有错误，就必须根据提示来查找错误。

5仿真

对工程编译通过后必须进行功能和时序仿真，以便了解系统是否满足要求，步骤如下：

新建波形文件，File->New->OtherFiles->VectorWaveformfile。

点击OK。

设定波形仿真文件的文件名，sinwave.vwf。

点击保存。

右击波形文件编辑区右边空白处，选择InsertNodeorBus。

在Name中填入DOUT，点击OK。

将DOUT信号输入到波形文件中。

用同样的方式将CLK输入到波形文件中。

右击CLK，设置输入信号CLK。

点击菜单Processing-〉StartSimulation，对工程进行仿真。

右击DOUT选择Properties，Radix选择UnsignedDecimal，点击确定。

下面是正确仿真结果。

6管脚分配

点击菜单Assignment-〉Pins，打开管脚编辑器，设置如下Location。

将工程重新编译一次，用于保存管脚的设置。

7硬件设置下载

在编译后工程文件夹中就会生成一个sinwave.sof文件，用于下载到FPGA中实现设计的功能。

在下载前必须先对硬件进行连接和设置。

当确认实验箱上的并口线已经和计算机正确之后，还需在QuartusII中作必要的设置。

点击菜单Tools-〉Programmer。

点击HardwareSetup。

打开一个对话框。

在点击AddHardware。

如下图设置，点击OK。

一般情况QuartusII能够自动的监测到sinwave.sof文件。

也可以点击AddFile来添加文件。

选择Program/Configure。

最后点击Start下载sinwave.sof到FPGA中。

实验箱上七段显示管会以一定的频率显示sinwave.mif文件中的数据，值得说明的是实验箱显示的是16进的值，而sinwave.mif中给的是无符号的10进制值。

可以将仿真文件sinwave.vwf中DOUT的值显示为16进制值，就可以更好地进行对比。

至此已经完成了实验一的所有内容。

练习二SingnalTap的使用

点击菜单File-〉New，选择OtherFiles，选择SignalTapIIFile。

点击OK。

如下图所示，双击Node下面的空白区，打开NodeFinder对话框，插入信号DOUT。

在SignalConfiguration中cloclk填入CLK，Sampledepth选择8k，Bufferacquisitionmode如图选择。

将设计重新编译一次。

如前面所述，点击Setup来设置硬件。

在SOFManager中添加sinwave.sof文件，并点击

下载sof文件。

点击AutorunAnalyzer如图中所圈。

右击DOUT，选择BusDisplayFomat-〉UnsignedLineChar，就可以显示下面波形。

练习三在线rom读取和写入

在实验二的基础上，不用改变任何硬件设置。

下面将介绍在线rom读取和写入。

在ProjectNavigator选择Hierarchy，展开sinwave，双击选择drom:

u1。

打开MegaWizardPlug-InManager。

点击Next，找到对应页，将所圈的地方设置如下图。

重新编译工程。

点击菜单Tool-〉In-SystemMemoryContentEditor

将sinwave.sof添加到对应位置，点击所圈键，重新下载。

右击rom1，选择ReadDataformIn-SystemMemory。

就会将内存中的数据读出来，如下图。

将读出的数据如下图进行修改，再右击上图中的rom1，选择的WriteDatatoIn-SystemMemory。

FPGA中rom的值就会被修改。

为了验证，采用实验二所述SingalTap的方法显示波形。

如下图。