学号10780133EDA技术及应用设计说明书简易脉冲信号发生器起止日期：2013 年12 月16日至2013 年12 月20 日学生姓名高雪班级10信科1班成绩指导教师(签字)计算机与信息工程学院2013年12 月20 日天津城建大学课程设计任务书2013—2014学年第1学期计算机与信息工程学院电子信息科学与技术专业一班级课程设计名称：EDA技术及应用设计题目：简易脉冲信号发生器完成期限：自2013 年12月16 日至2013 年12 月20 日共 1 周一．课程设计依据在掌握常用数字电路原理和技术的基础上，根据EDA技术及应用课程所学知识，利用硬件描述语言（VHDL或VerilogHDL），EDA软件（QuartusⅡ）和硬件开发平台（达盛试验箱CycloneⅡFPGA）进行初步数字系统设计。
二、课程设计内容设计一个简易方波信号发生器，要求能够根据输入信号选择输出不同频率和占空比的脉冲波。
输出频率为100，1K，10KHz,每个频率占空比均可在0.1,0.2 ….0.9,档位调节。
要求频率可在数码管显示100Hz 的输出至LED灯上显示结果，1K信号输出后经滤波器驱动蜂鸣器测试。
三、课程设计要求1、要求独立完成设计任务。
2、课程设计说明书封面格式要求见《天津城市建设学院课程设计教学规范》附表1。
3、课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。
4、测试要求：根据题目的特点，采用相应的时序仿真或者在实验系统上观察结果。
5、课程设计说明书要求：1)说明题目的设计原理和思路、采用方法及设计流程。
2)系统框图、Verilog HDL语言设计程序或原理图。
3)对各子模块的功能以及各子模块之间的关系做较详细的描述。
4)详细说明调试方法和调试过程。
5)说明测试结果：仿真时序图和结果显示图，并对其进行说明和分析。
指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：2013 年12月12日目录第一章系统设计与分析 (1)1.1 系统分析 (1)1.2系统设计方案 (1)第二章设计原理 (2)2.1 总体电路设计 (2)2.2 控制器模块设计 (2)2.2.1 方波的产生 (2)2.2.2 占空比调节器的设计 (2)2.2.3 显示模块 (3)第三章程序仿真 (4)3.1 软件调试 (4)3.2 程序和仿真波形 (4)3.2.1 波形仿真和程序 (4)3.2.2 占空比程序及仿真 (6)总结 (11)参考文献 (11)第一章系统设计与分析1.1 系统分析利用verilog HDL语言编程，输入一个最小单位脉冲，通过计数器的组合将其改变为所需频率的1/10的脉冲信号，再将得到的脉冲信号输送入下一个计数器，根据输入的占空比的需要，将脉冲信号。
组合波形信号经显示模块输出。
1.2系统设计方案系统设计流程图：开始输入所需频率与占空比（m，n）输出所需频率进入滤波器输出数码管显示，驱动蜂鸣器结束图1 设计流程图第二章设计原理2.1 总体电路设计原理图：图2 原理图2.2 控制器模块设计2.2.1 方波的产生计数器模块如图3所示图3 波形发生器计数器模块图2.2.2占空比调节器的设计占空比调节器模块如图4所示图4 占空比调节器器模块图2.2.3显示模块7段数码显示译码器原理通常的小规模专用IC，如74或4000系列的器件只能作十进制BCD码译码，然而数字系统中的数据处理和运算都是2进制的，所以输出表达都是16进制的，为了满足16进制数的译码显示（数码管可以显示0~F），最方便的方法就是利用译码程序在FPGA/CPLD中来实现。
EL-EDA-Ⅲ实验系统的显示采用8位八段共阴极数码管（高电平有效），所对应的接口序号为：8段驱动接口：a、b、c、d、e、f、g、Dp；图5 共阴数码管及其电路第三章程序仿真3.1 软件调试在本次课设中，所使用的软件即为前面重点介绍过的QuartusII软件。
本系统的软件功能强大，运用VHDL语言来编写，先在QuartusII对所编的模块一一进行仿真,排除了语法的错误编写和设计逻辑思维的错误，当仿真完确认程序没问题时，再直接下载到FPGA芯片，用FPGA实验箱进行调试。
采取的就是自顶向下的调试方法，即先单独调试好每一个模块，然后再连接成一个完整的系统再调试3.2 程序和仿真波形3.2.1 波形仿真和程序程序：module counter (clk,out,m);input clk;input [1:0]m;output out;reg out;reg[10:0] count;always @(posedge clk)begincase(m)count<=count+1;endbeginif (count==10)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<5)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endEndbeginif (count==100)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<50)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endend3 : beginif (count==1000)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<500)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endenddefault : begin count<=0;out<=0;endendcaseendEndmodule仿真图：图6 标准频率信号发生器3.2.2 占空比程序及仿真程序：参考程序compare .v ：module zkb (clk,out,n,count);input clk;input [3:0]n;output out;reg out;output [3:0] count;reg[3:0] count;always @(posedge clk)beginout<=1;count<=count+1;case(n)1 : beginif (count==10)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<1)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endend2 : beginif (count==10)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<2)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endend3 : beginif (count==10)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<3)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endend4 : beginif (count==10)beginout<=1;count<=count+1; count<=1;endelse if (count<4)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endend5 : beginif (count==10)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<5)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endend6 : beginif (count==10)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<6)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endend7 : beginif (count==10)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<7)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endEnd8: beginif (count==10)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<8)beginout<=1;count<=count+1; endelse begincount<=count+1;out<=0;endend9 : beginif (count==10)beginout<=1;count<=1;endelse if (count<9)beginout<=1;count<=count+1;endelse begincount<=count+1;out<=0;endendendcaseendEndmodule仿真图：(占空比分别在10%，20%，90%时的波形图所示)(a)占空比10%(b)占空比20%(c)占空比90%图7 仿真结果图总结此次设计论文的经历也会使我终身受益，因为它让我体会到做论文是要真真正正用心去做每一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫论文了。
希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。
本设计使用了基于Altera公司的开发软件工具Quartus II，本系统即实现了可以输出三种不同频率波形的简易多功能波形发生器，仿真结果证明，该设计正确有效，可以作为制作实物的理论依据。
对于EDA技Quartus II进行了系统的设计和仿真。
简易波形发生器在生活中各个场合都有着大量的使用术我一直都有着浓厚的兴趣，借做课设的机会，认真的研究了一下这么科学。