QUARTUSⅡ实现DE2-70正弦信号发生器教程

"这篇文档是关于使用SOPC技术在DE2-70实验板上设计和实现一个正弦信号发生器的入门教程，适合初学者。由河北大学电子与信息工程学院的张庆顺教师编写，主要介绍了如何利用QUARTUSⅡ软件进行数字电路设计的流程和操作。实验内容包括工程创建、正弦信号发生器顶层模块设计、ROM存储波形数据定制、编译、仿真、内部电路观察、生成符号、管脚分配、下载等步骤。" 在这个实验中，学生将学习到以下关键知识点： 1. **SOPC设计技术**：SOPC（System on a Programmable Chip）是一种在可编程芯片上构建完整系统的方法，它结合了微处理器、数字信号处理器、存储器和各种接口，以实现高度集成的嵌入式系统。 2. **QUARTUSⅡ软件**：这是一款由Altera公司开发的FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计工具，用于实现数字电路的逻辑设计、综合、仿真、编程和调试。 3. **正弦信号发生器设计**：正弦信号发生器通常由计数器（生成地址信号）、ROM（存储正弦波形数据）和DAC（数字模拟转换器）组成。在该实验中，6位计数器以特定频率CLK运行，生成64个地址信号，对应于正弦波的一个周期。ROM存储预计算的正弦值，这些值通过DAC转换成模拟信号输出。 4. **地址发生器**：6位计数器作为地址发生器，其时钟频率f0决定输出地址的速度。计数值决定了每个正弦波周期内的采样点数，从而影响输出信号的频率。 5. **ROM定制**：使用.mif文件存储正弦波形数据，并通过MegaWizard Plug-In Manager定制LPM_ROM模块。LPM_ROM模块是QUARTUSⅡ中的一个基本元件，由FPGA内部的EAB、ESB或M4K块实现。 6. **编译和综合**：在QUARTUSⅡ中，设计完成后需要进行编译和综合步骤，将Verilog HDL代码转换成适配FPGA的门级网表。 7. **仿真**：在下载到硬件之前，先进行仿真验证，通过编辑波形文件并使用QUARTUSⅡ的仿真工具检查设计功能是否正确。 8. **内部电路观察**：QUARTUSⅡ提供了内部电路观察功能，允许用户查看设计在FPGA内部的运行状态。 9. **生成符号**：生成符号文件用于系统集成，提供给其他设计者或在硬件描述语言中引用设计。 10. **管脚分配**：根据实验板DE2-70的布局，分配设计的输入输出引脚，确保硬件连接正确。 11. **下载**：最后，通过JTAG或其他下载方式将编译后的比特流文件下载到FPGA中，实现硬件实现。 这个实验为初学者提供了实际操作SOPC设计的机会，不仅讲解了理论知识，也强调了动手实践的重要性，帮助学生理解和掌握数字电路设计的基本流程。