实验一、正弦信号发生器_9.0_DE2

实验一“正弦信号发生器_9.0_DE2”是一个基于Altera公司的DE2开发板的实践项目，旨在帮助学习者掌握SOPC（System On a Programmable Chip，可编程片上系统）技术和嵌入式系统设计。在这个实验中，你将使用QUARTUSⅡ软件来实现一个正弦波形生成器，这是一个基本的数字电路设计任务，同时也是一个很好的起点来熟悉FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的工作原理。 QUARTUSⅡ是Altera公司提供的一个强大的EDA（电子设计自动化）工具，用于FPGA的设计、仿真、综合和编程。在本实验中，你将学习如何创建工程、设计顶层模块、定制ROM来存储正弦波形的数据，以及如何进行编译和下载到DE2开发板。 1. 工程创建：你需要启动QUARTUSⅡ，创建一个新的工程。在新建工程向导中，选择正确的设备（对应DE2开发板的FPGA型号），设置工程名称和存放位置。这一步是设计流程的起点，确保所有后续设计都将在该工程框架下进行。 2. sin信号发生器顶层模块的设计：设计的核心是实现一个可以生成正弦波的逻辑电路。这通常包括一个频率控制单元，用于决定输出信号的频率，以及一个数据读取单元，用于从ROM中读取预定义的正弦波形数据。你需要定义输入和输出接口，然后编写VHDL或Verilog代码来描述电路的行为。 3. 定制ROM存储sin波形数据：正弦波形的精确表示需要大量的数据点，这些数据通常存储在ROM（Read-Only Memory）中。你需要创建一个.mif（Memory Initialization File）文件，手动或者使用工具生成一系列代表正弦波的数值。接着，利用Mega Wizard Plug-In Manager生成一个定制的ROM模块，设置其容量、数据宽度和地址宽度以适应你的需求。将.mif文件添加到工程中，作为ROM的初始化数据源。 3.3.1 调用Mega Wizard Plug-In Manager：在QUARTUSⅡ中，通过这个插件可以快速创建标准的IP核，如ROM、RAM等。启动插件，按照向导选择适当的ROM类型和参数。 3.3.2 设置ROM模块：在向导中，指定ROM的大小、数据宽度、地址宽度等参数，以适应存储正弦波形数据的需要。同时，配置读取模式，确保数据能够连续地、无误地输出。 3.3.3 添加文件到工程：将生成的.mif文件和定制的ROM元件添加到工程中，确保它们在编译时被正确处理。 4. 编译、综合等：完成设计后，使用QUARTUSⅡ的编译功能检查设计的逻辑错误，进行逻辑综合，生成适配DE2开发板的配置文件。综合完成后，可以进行仿真验证，确保设计的功能符合预期。通过JTAG（Joint Test Action Group，联合测试行动小组）接口将编译结果下载到DE2开发板，通过示波器等仪器观察实际生成的正弦波形，确认其正确性。 这个实验不仅涵盖了FPGA的基本设计流程，也涉及到了嵌入式系统中的硬件定制和数据存储。通过实践，你将深入理解数字电路设计、嵌入式系统的工作原理，以及FPGA如何实现动态可配置的硬件功能。同时，对QUARTUSⅡ软件的熟练掌握也将为你今后的FPGA项目打下坚实的基础。