正弦信号发生器实验

正弦信号发生器实验 （ 3学时） 1、实验目的： 熟悉 VHDL语言、熟练使用 QuartusII软件 熟悉正弦信号采样过程、采样点的选取 熟悉 CASE语句的使用 微机 1台 、 示波器 1台 、 FPGA实验箱 1套 。 2、实验设备 3、实验内容 采用 FPGA器件来设计产生正弦信号，要求正弦信号频率为 1KHz。 具体过程如下： 1、先将一个正弦波等间隔采样 8个点。 2、对采样点进行量化、编码 D/A转换芯片的工作电压是 +5V 量化成 127，采用 8位数字 来表示 ，其中第八位表示符号位： “ 1”表示正，“ 0”表示负 ；后面 的七位表示电平的大小 ：（ 11111111） B=（ +127） D。 把正正弦信号抽样成八个采样点： 0、 /4、 /2、 3/4、 、 5/4、 3/2、 7/4 它们的采样值分别为： 0、 0.707、 1、 0.707、 0、 -0.707、 -1、 - 0.707 把它们扩大三倍后是： 0、 2.121、 3、 2.121、 0、 -2.121、 -3、 - 2.121 把它们量化后是： 0、 54、 76、 54、 0、 -54、 -76、 -54 编码后是： 请同学们写出其 8bit二进制编码（ 注意： “ 1”表示正， “ 0”表示负，负数用补码表示（正数取反 +1） 3、通过 VHDL语言编程实现数字载波的产生 使用一个计数器，计数范围为 0 7，每个值对应一个正弦波 的采样值。 建议用 CASE语句 来写程序。 4、将数字采样值送入 D/A转换芯片的对应管脚 程序编译成功后，管脚分配时注意设置参照下表 : DA0 DA1 DA2 DA3 DA4 DA5 DA6 DA7 68 67 65 64 63 62 60 59 表 1 DA管脚分配表 5、顶层电路图 D/A数字模拟转换模块采用的是 DAC0832芯片，该芯片为双列直 插 20脚封装，最高转换速率为 1MHz。在实验板中， D/A模块输 入直接与 FPGA相连。 6、观察实验结果： 用示波器观察 OUTPUT的输出波形，看 看频率是否达到设计要求。 由于采样的点只有 8个所以输出的波形呈阶梯状与正弦波相比有 一定差距。 考虑一下：此分频器的分频倍数应该 是多少？才能使得最终得到的正弦波 的频率是 1KHz 系统时钟： 32.768MHz 4、实验注意事项 1、 严禁带电插拔下载线； 2、不要用手触摸 FPGA器件，避免静电击穿器件； 3、不要触碰散热片，小心烫伤。 5、 实验报告要求： 写出实验目的、实验内容、实验程序、顶层电路图、 示波器测试波形（频率和峰峰值）。