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正負(fù)脈寬調(diào)制信號發(fā)生器設(shè)計(jì)
    一、      實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />     1、在掌握可控脈沖發(fā)生器的基礎(chǔ)上了解正負(fù)脈寬數(shù)控調(diào)制信號發(fā)生的原理。
    2、熟練的運(yùn)用示波器觀察實(shí)驗(yàn)箱上的探測點(diǎn)波形。
    3、掌握時(shí)序電路設(shè)計(jì)的基本思想。
    二、      實(shí)驗(yàn)原理
    首先詳細(xì)說明一下正負(fù)脈寬數(shù)控的原理。所以正負(fù)脈寬數(shù)控就是直接直接輸入脈沖信號的正脈寬數(shù)和負(fù)脈寬數(shù)，當(dāng)然，正負(fù)脈寬數(shù)一旦定下來，脈沖波的周期也就確定下來了。其次是調(diào)制信號，調(diào)制信號有很多種，有頻率調(diào)制、相位調(diào)制、幅度調(diào)制等等，本實(shí)驗(yàn)中僅對輸出的波形進(jìn)行最簡單的數(shù)字調(diào)制，另外為了EDA設(shè)計(jì)的靈活性，實(shí)驗(yàn)中要求可以輸出非調(diào)制波形、正脈沖調(diào)制和負(fù)脈沖調(diào)制。非調(diào)制波形就是原始的脈沖波形；正脈沖調(diào)制就是在脈沖波輸出‘1’的期間用輸出另一個(gè)頻率的方波，而在脈沖波為‘0’器件還是原始波形；負(fù)脈沖調(diào)制正好與正脈沖調(diào)制相反，要求在脈沖波輸出為‘0’期間輸出另外一個(gè)頻率的方波，而在‘1’期間則輸出原始波形。為了簡化實(shí)驗(yàn)，此處的調(diào)制波形（另外一個(gè)頻率的方波）就用原始的時(shí)鐘信號。其具體的波形如下圖4-11-1所示：
    圖4-11-1   調(diào)制波形
    三、      實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    本實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)正負(fù)脈寬數(shù)控調(diào)制信發(fā)生器。要求能夠輸出正負(fù)脈寬數(shù)控的脈沖波、正脈沖調(diào)制的脈沖波和負(fù)脈沖調(diào)制的脈沖波形。實(shí)驗(yàn)中的時(shí)鐘信號選擇時(shí)鐘模塊的1.5MHz信號，用撥擋開關(guān)模塊的K1——K4作為正脈沖脈寬的輸入，用K5——K8作為負(fù)脈沖脈寬的輸入，用按鍵開關(guān)模塊中的BT1作為模式選擇鍵，每按下一次，輸出的脈沖波形改變一次，依次為原始脈沖波、正脈沖調(diào)制波和負(fù)脈沖調(diào)制波形。波形輸出直接從FPGA的IO端口輸出用示波器觀察輸出波形的改變。
    四、      實(shí)驗(yàn)步驟
    1、打開QUARTUSII軟件，新建一個(gè)工程。
    2、建完工程之后，再新建一個(gè)VHDL File，打開VHDL編輯器對話框。
    3、按照實(shí)驗(yàn)原理和自己的想法，在VHDL編輯窗口編寫VHDL程序，用戶可參照光盤中提供的示例程序。
    4、編寫完VHDL程序后，保存起來。方法同實(shí)驗(yàn)一。
    5、對自己編寫的VHDL程序進(jìn)行編譯并仿真，對程序的錯(cuò)誤進(jìn)行修改。
    6、編譯仿真無誤后，根據(jù)用戶自己的要求進(jìn)行管腳分配。分配完成后，再進(jìn) 行全編譯一次，以使管腳分配生效。
    7、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線將上面管腳分配的FPGA管腳與對應(yīng)的模塊連接起來。
    如果是調(diào)用的本書提供的VHDL代碼，則實(shí)驗(yàn)連線如下：
    CLK：FPGA時(shí)鐘信號，接數(shù)字時(shí)鐘信號CLOCK1，并將時(shí)鐘設(shè)為750KHZ。
    MODE：信號模式選擇，接一個(gè)按鍵開關(guān)BT1。
    N[3..0]: 負(fù)脈沖控制信號，接四個(gè)撥動(dòng)開關(guān)K4、K3、K2、K1。
    P[3..0]：正脈沖控制信號，按四個(gè)撥動(dòng)開關(guān)K8、K7、K6、K5。
    FOUT：信號輸入，按FPGA的一個(gè)IO端口。
    8、用下載電纜通過JTAG口將對應(yīng)的sof文件加載到FPGA中。觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與自己的編程思想一致。
    五、      實(shí)驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象
    以設(shè)計(jì)的參考示例為例，當(dāng)設(shè)計(jì)文件加載到目標(biāo)器件后，確認(rèn)信號連接線已正確連接，撥動(dòng)八位撥動(dòng)開關(guān)，使K1-K4中至少有一個(gè)為高電平，K5-K8至少有一個(gè)為高電平，此時(shí)從信號輸出端口用示波器可以觀測到一個(gè)矩形波，其高低電平的占空比為K1-K4高電平的個(gè)數(shù)與K5-K8高電平個(gè)數(shù)的比。按下BT1按鍵后，矩形波發(fā)生改變，輸出如圖4-11-1所示的調(diào)制波形.
    六、      實(shí)驗(yàn)報(bào)告
    1、    繪出仿真波形，并作說明。
    2、    將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)過程、編譯仿真波形和分析結(jié)果、硬件測試結(jié)果記錄下來。

教學(xué)設(shè)備

產(chǎn)品分類

正負(fù)脈寬調(diào)制信號發(fā)生器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)