在信号处理领域中
发布时间:2019-03-01 15:05

  能信号发生器,根据输入信号的选择可以输出递增锯齿波、递减锯齿波、三角波、阶梯波和方波等5 种信号,通过QusII 软件进行波形仿真、定时分析,仿真正确后,利用实验板提供的资源,下载到芯片中实现预定功能。

  信号发生器又称为波形发生器, 是一种常用的信号源,广泛应用于电子电路、通信、控制和教学实验等领域。它是科研及工程实践中最重要的仪器之一, 以往多用硬件组成,系统结构比较复杂,可维护性和可操作性不佳。随着计算机技术的发展,信号发生器的设计制作越来越多的是用计算机技术,种类繁多,价格、性能差异很大。用FPGA 或CPLD来实现,它的优点是可以进行功能仿真,而且FPGA 和CPLD 的片内资源丰富,设计的流程简单。用FPGA 所构成的系统来产生波形信号,这个系统既能和主机系统相连,用相应的上层软件展示波形信号, 又方便程序的编写, 而且还有A/D0809接口可以产生模拟信号的输出和外面的示波器相连。

  正弦信号发生器由计数器或地址发生器(6 位)、正弦信号数据ROM (6 位地址线 位数据线 位数据, 一个周期)、原理图顶层设计和8 位D/A ( 实验中用DAC0832 代替)。

  其框图如图1 所示。其中信号产生模块将产生所需的各种信号,这些信号的产生可以有多种方式,如用计数器直接产生信号输出,或者用计数器产生存储器的地址,在存储器中存放信号输出的数据。信号发生器的控制模块可以用数据选择器实现, 用8 选1 数据选择器实现对5 种信号的选择。

  最后将波形数据送入D/A 转换器,将数字信号转换为模拟信号输出。用示波器测试D/A 转换器的输出,可以观测到5 种信号的输出。

  QuartusII 能接受的LPM_ROM 模块中的初始化数据文件的格式有两种:。mif 格式文件和。hex 格式文件。实际应用中只要使用其中一种格式的文件即可。下面采用。mif 格式文件,调出产生ROM 数据文件大小的选择窗。根据64 点8 位正弦数据的情况,可选ROM 的数据数Number 为64,数据宽Word size 取8 位。单击OK 按钮,将出现图2 所示的空的。mif数据表格,表格中的数据格式可通过鼠标右键单击窗口边缘的地址数据弹出的窗口选择。

  将波形数据填入mif 文件表中也可以使用QuartusII 以外的编辑器设计MIF 文件,其格式如下:

  对于地址信号发生器的设计。方法一:用VHDL 语言设计6 位计数器,产生其元件符号;方法二:仍采用LPM 定制的方法。

  其他各信号发生器可参照正弦信号发生器的设计方法设计或直接采用VHDL 硬件描述语言进行设计。

  将上述6 个模块生成符号,供顶层电路调用。这些模块分别是:递减锯齿波信号产生模块signall、递增锯齿波信号产生模块signal2、三角波信号产生模块signal3、阶梯波信号产生模块signal4、方波信号产生模块signal5 和数据选择器mux51。顶层电路的连接如图5 所示。

  选择一个D/A 转换器,将数据选择器的输出与D/A 转换器的输入端连接。D/A 转换器的可选范围很宽,这里以常用的DAC0832 为例。DAC0832 的连接电路如图6 所示。

  信号发生器顶层电路的仿线 所示,这里只就输入选择信号等于5 时的情况进行仿真,此时输出波形是方波,输出的数字信号为周期性的全0 或全1。

  信号发生器的底层电路模块也可以分别进行仿真,例如对阶梯波信号产生模块signal4 进行仿线 所示,输出的数字信号为阶梯状变化。

  硬件电路设计主要是设计相关模块的设计思想的可视化,是相关模块的电路图的汇总和其相关仿真波形的集锦,该部分条理清晰,思路明确,从中我们可以清晰地看到该设计方案的具体模块和整个设计的原理结构实图;程序设计这一部分主要阐述该设计的设计方法与设计思想,进一步从软件设计上揭示设计构思,主要包含了整个设计所用到的模块的硬件描述语言的设计, 本文设计思路清晰,通过QuartusII 软件进行波形仿真成功,特别是正弦信号发生器的LPM 定制对于编程不是特别强的人员提供另一种途径来实现,加深理解EDA 的层次设计思想,很好的把握住了教学的改革方向,更好的锻炼了学生理论联系实践的能力。

  原文标题:基于FPGA的信号发生器设计文章出处:【微信号:FPGAer_Club,微信公众号:FPGAer俱乐部】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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  TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

  TMP411设备是一个带有内置本地温度传感器的远程温度传感器监视器。远程温度传感器,二极管连接的晶体管通常是低成本,NPN或PNP型晶体管或二极管,是微控制器,微处理器或FPGA的组成部分。 远程精度为1 C适用于多个设备制造商,无需校准。双线串行接口接受SMBus写字节,读字节,发送字节和接收字节命令,以设置报警阈值和读取温度数据。 TMP411器件中包含的功能包括:串联电阻取消,可编程非理想因子,可编程分辨率,可编程阈值限制,用户定义的偏移寄存器,用于最大精度,最小和最大温度监视器,宽远程温度测量范围(高达150C),二极管故障检测和温度警报功能。 TMP411器件采用VSSOP-8和SOIC-8封装。 特性 1C远程二极管传感器 1C本地温度传感器 可编程非理想因素 串联电阻取消 警报功能 系统校准的偏移寄存器 与ADT7461和ADM1032兼容的引脚和寄存器 可编程分辨率:9至12位 可编程阈值限...

  TMP468器件是一款使用双线 C兼容接口的多区域高精度低功耗温度传感器。除了本地温度外,还可以同时监控多达八个连接远程二极管的温度区域。聚合系统中的温度测量可通过缩小保护频带提升性能,并且可以降低电路板复杂程度。典型用例为监测服务器和电信设备等复杂系统中不同处理器(如MCU,GPU和FPGA)的温度。该器件将诸如串联电阻抵消,可编程非理想性因子,可编程偏移和可编程温度限值等高级特性完美结合,提供了一套精度和抗扰度更高且稳健耐用的温度监控解决方案。 八个远程通道(以及本地通道)均可独立编程,设定两个在测量位置的相应温度超出对应值时触发的阈值。此外,还可通过可编程迟滞设置避免阈值持续切换。 TMP468器件可提供高测量精度(0.75C)和测量分辨率(0.0 625C)。该器件还支持低电压轨(1.7V至3.6V)和通用双线制接口,采用高空间利用率的小型封装(3mm×3mm或1.6mm×1.6mm),可在计算系统中轻松集成。远程结支持-55C至+ 150C的温度范围。 特性 8通道远程二极管温度传感器精度:0.75&...