FPGA实现的多功能波形发生器与频率计设计

本篇论文详细介绍了作者王智在电子综合设计实验中开发的一款基于FPGA的多功能设备，包括任意波形发生器和数字频率计。该设计充分利用了FPGA的灵活性和可编程性，使用Verilog HDL进行硬件描述，以提高集成度和开发效率。 在设计中，任意波形发生器的核心功能是生成四种基本波形：正弦波(sina_wave)、锯齿波(swat_wave)、矩形波(squur_wave)和三角波(trig_wave)，并且支持波形的选择以及频率调整。这一部分通过地址指针控制模块、波形数据存储模块和D/A转换模块协同工作，确保信号的精确生成和转换。 频率计部分以1Hz作为基准信号，能够测量1Hz到9999Hz的频率范围，并以四位十进制形式显示结果。设计还包括硬件外围电路，如D/A转换器和动态显示功能，FPGA则作为整个系统的控制中心。为了增强功能，论文提出了一些改进方案，如使用字符LCD显示频率计读数，通过选择不同基准频率扩展测量范围，以及结合频率计电路展示波形发生器输出波形的频率和形状标识。 整体设计思路是以实验室常见函数发生器为基础，集成了信号生成与频率测量的功能，使得设备具有更高的实用性。作者选择Cyclone系列FPGA芯片，但具体型号可以根据实验室设施进行调整，设计语言选用Verilog HDL，主要开发工具为Quartus II。任意波形发生器的实现采用了模块化设计，利用LPM_ROM模块优化设计，而频率计部分则完全通过HDL语言描述。 顶层文件设计图展示了整个系统的结构，通过模块化设计，使得系统结构清晰，易于维护和扩展。这篇论文不仅展示了作者的专业技能，也为其他从事类似项目的学生提供了宝贵的参考和学习资料。