目录
一、实验目的
二、实验仪器
三、实验原理
四、实验内容
五、实验步骤
六、注意事项
七、实验过程(操作过程)
1.定制LPM_ROM模块
2.定制LPM_ROM元件
3.计数器定制
4.创建锁相环
5.作出电路图
6.顶层设计仿真
一、实验目的
- 学习使用Verilog设计波形发生器。
- 掌握LPM_ROM在波形发生器设计中的使用方法。
二、实验仪器
- PC机
- EDA实验箱 一台
三、实验原理
FPGA中的波形发生器控制电路,它通过外来控制信号和高速时钟信号,向波形数据ROM发出地址信号,输出波形的频率由发出的地址信号的速度决定;当以固定频率扫描输出地址时,模拟输出波形是固定频率,而当以周期性时变方式扫描输出地址时,则模拟输出波形为扫频信号。
波形数据ROM中存有发生器的波形数据,如正弦波或三角波数据。当接受来自FPGA的地址信号后,将从数据线输出相应的波形数据,地址变化得越快,则输出数据的速度越快,从而使D/A输出的模拟信号的变化速度越快。
四、实验内容
设计一个基于LPM_ROM的正弦波信号发生器,并进行仿真测试及实验系统上的硬件测试。(附加:正弦波的频率可调,相位可调)
五、实验步骤
- 打开QUARTUSII软件,新建一个工程。
- 新建一个Schematic File 文件。
- 利用波形生成器生成正选波的.mif文件,数据为8数,一个周期为128个数据。
- 定制LPM_ROM。
- 设计ROM的地址发生器。
- 在Schematic File 文件中设计正弦波信号发生器。在空白处双击鼠标左键,在 Symbol 对话框左上角的libraries 中,分别将创建模块放在图形文件 Schematic File中,加入输入、输出引脚,双击每个引脚,进行引脚命名,并锁定管脚,将未使用的引脚设置为三态输入(一定要设置,否则可能会损坏芯片)
- 编译仿真无误后,参照附录进行管脚分配。下表是示例程序的管脚分配表。分配完成后,再进行全编译一次,以使管脚分配生效。
端口名 | 对应FPGA管脚 | 说明 |
CLK | 209 | 时钟为50MHZ |
RST | 153 | 复位 |
DOUT | 167、165、166、162、164、159、161、156 | 输出数据 |
8.用下载电缆通过JTAG口将对应的sof文件加载到FPGA中。观察实验结果是否与自己的编程思想一致
六、注意事项
- 注意观察当输入数据改变是输出的反应。
- 一定要把没用的管脚设置成三态输入。
- 对实验现象进行分析总结。
七、实验过程(操作过程)
1.定制LPM_ROM模块
打开Mif任意波编辑器Mif_Maker2010
这个软件我上传到了百度网盘,可自行下载。
链接:https://pan.baidu.com/s/1PqheFDBqXH4oLtOjMfv_Vg?pwd=9458
提取码:9458
这里我们点击查看这里,然后设置全局参数。
然后就是点击波形,设置正弦波。
弄完了之后,就保存这个.mif文件,最好保存到你当前的工程目录下。
这里我们可以去通过记事本打开这个.mif文件,可以查看里面的相关参数
2.定制LPM_ROM元件
这里我们创建了工程后,创建一个block文件,然后点击选择元器件,再点开此处。
然后下一步
然后我们搜索rom,下面就会有两个元器件显示,选择第一个,然后在右边箭头的位置写上你的ROM元器件的命名,再点击下一步。
然后这里去设置输出量q的宽度和设置地址线宽。这里我们输出设置为8个宽度,储存容量设置为512e words。
这里的‘q’不勾选。
这里我们把第一步创建好了的.mif文件添加到这里来。
3.计数器定制
在元器件定制这里,我们搜索count,然后去命名,再点击下一步。
这里的输出要连接到前面定制的ROM元件的地址,所以位宽要与地址的位宽保持一致。
然后一直点击下一步就行了,创建完成。
4.创建锁相环
同样的在元件定制界面上
- 搜索pll
- 下面就会显示出ALPLL,点击选中
- 然后进行命名
输入频率我们设置为50MHz
这里不勾选任何。
到这里,我们把输出频率设置为10MHz。
然后一直点击下一步,最后创建完成。
5.作出电路图
最后我们根据上文的电路图去连接电路,并且配置相关的引脚,结果如下:
然后就是编译运行,结果无误。
6.顶层设计仿真
电路图编译运行无错后,我们就把sof文件烧录到开发板上。
这里我们会看到,下面有一个芯片,这个也就是我们写好了的sof文件,然后就是通过你的电脑接口去连接到开发板,如果你看到上面有一个No Hardware的时候,你点击旁边的按钮进行接口设置,设置为USB接口即可(USB线连接了你的开发板就会自动显示出来的)。最后点击start就可以进行烧录了。
烧录后,别断开与开发板的连接,还没完呢。
我们点开此处,使用SignalTap II Logic Analyzer去仿真。
在这里点击setup,去进行相关设置。
这里我们点开时钟设置,然后点击SignalTap I: pre-synthesis这个模式,按照下图的1,2,3步骤操作。
然后,选择输入管脚,把这个管脚作为一个时钟设置。
这里进行区间描点设置。前面我们设置的正弦波一个周期是512个点的,那这里我们选择的最好大于512就行了,我这里选择4k,也就是一个周期作4k个点。
这里我们去设置监视仿真输出。以下步骤执行完成之后,点击OK就行了。
最后这里,我们先看到右边的两个箭头,如果你已经连接好了开发板后,这些会显示出来的,同样的我们也可以去执行烧录操作。然后我们只需要去点击左边箭头指向的的仿真即可。
上一步完成之后,我们点击Data这里就可以看到仿真的结果了,呃我这里没有连接开发板,也就没办法仿真,非常不好意思啊,没有把效果展示出来。
实验完毕。
以上就是本次实验的全部内容了,喜欢的话给个关注吧!
分享一张壁纸: