华中科技大学Xilinx依元素科技FPGA电子设计大赛.docx

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华中科技大学Xilinx依元素科技FPGA电子设计大赛

华中科技大学Xilinx-依元素科技FPGA电子设计大赛

华中科技大学Xilinx-依元素科技FPGA电子设计大赛

参赛单位：

电子科学与技术专业电子0904班

成员：

宋亮刘胤梅清高

指导老师：

阳浩

完成日期：

2011年12月15日

一、赛林思实验板简介

Basys2是围绕着一个XilinxSpartan-3EFPGA芯片和一个AtmelAT90USBUSB控制器搭建的，它提供了完整、随时可以使用的硬件平台，并且它适合于从基本逻辑器件到复杂控制器件的各种主机电路。

Basys2板上集成了大量的I/O设备和FPGA所需的支持电路，主要包括以下几个方面：

Ø4个七段数码管（AN3-AN0）（不含8421译码）

Ø8个LED发光管显示（LD7-LD0）

Ø4个按键开关（BTN3-BTN0），8个拨码开关（SW7-SW0）

Ø可配置晶振（25，50，100MHz）

ØUSB2.0接口

二、整体框图

点。

查询表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动DAC以输出模拟量。

我们利用Xilinx可以很容易的实现DDS的功能，设置好闸门宽度就可以产生1KHZ正弦波信号。

1.输出正弦波信号的同时，可输出同频方波信号

利用累加器将频率控制字与输出数据相加，并把相加后的结果再送至加法器。

加法器将累加器输出的数据用来查表产生正弦波和同频率的方波。

2.可对该信号进行计数，并在DigilentBasys开发板上显示频率计数结果（精确到Hz）。

本次比赛我们使用的是测频法，其基本过程就是在确定的闸门时间Tw内，记录

被测信号的变化周期数（或脉冲个数）Nx，则被测信号的频率为：

f=Nx/Tw。

首先给出闸门开启信号（预置闸门上升沿），此时计数器并不开始计数，而是等到被测信号的上升沿到来时，计数器才真正开始计数。

然后预置闸门关闭信号（下降沿）到时，计数器并不立即停止计数，而是等到被测信号的上升沿到来时才结束计数，完成一次测量过程。

可以看出，实际闸门时间τ与预置闸门时间τ并不严格相等，但差值不超过被测信号的一个周期。

程序思路：

首先我们对输入数据进行比较，寻找到最大值和最小值，取最大值和最小值的平均值average。

当输入信号大于average时，令其为1，当输入信号小于average时，令其为0。

从而将输入波形转化为脉冲（方波）的形式以便进行计数。

接着，通过一个扫描信号不断将计数值总值传递给一中间变量以做译码，并显示在4位数码管上。

三、扩展部分

1.实现输出信号的DA转换

我们使用的是12路DA，型号为：

DAC7553

DAC7553原理图

DAC7553接线图

我们将信号串行输入到SDIN端，在时钟的控制下，在Vout_A和Vout_B端就可以得到模拟的输出信号。

2.增加输出波形的种类（如三角波、锯齿波等）。

在每一个时钟周期，N位相位累加器与其反馈值进行累加，其结果的高L位作为ROM

查询表的地址，然后从ROM查询表中读出相应的幅度值送到DAC。

再由DAC将其转换成

为阶梯模拟波形，最后由具有内插作用的LPF将其平滑为连续的正弦波形作为输出。

改变查找表中存放的数据，便可以产生不同的波形，加上适当的数据选通，就可以使输出频率在正弦波、方波与三角波之间切换。

具体实现代码：

always@（posedgeclkorposedgereset）

begin

if（reset）

data_out_temp=12'h0;

elsecase（switch）

{

2’b00：

data_out_temp=data_temp[14:

3];//?

?

?

?

?

?

?

开关为0取三波？

2’b01：

data_out_temp=fangbo;

2’b10：

data_out_temp=juchibo;//锯齿波

2’b11：

data_out_temp=sine_data;//开关为3取sine？

endcase

assigndata_out=data_out_temp;//数据输出；