接3.12信號發(fā)生器和DA轉(zhuǎn)換--明德?lián)P科教（1）（mdy-edu.com）

第4節(jié)?綜合與上板

4.1?新建工程

打開軟件Quartus Ⅱ，點(diǎn)擊“File”下拉列表中的New Project Wzard...新建工程選項(xiàng)，如下圖所示。

圖3.12-18Quartus新建工程

隨后會出現(xiàn)Quartus新建工程介紹，如下圖所示，直接點(diǎn)擊“Next”。

?file:///C:UsersxkdnAppDataLocalTempksohtml9760wps13.jpg

圖3.12-19Quartus新建工程介紹

此時出現(xiàn)的是工程文件夾、工程名、頂層模塊名設(shè)置界面，如圖3.12- 20所示。設(shè)置目錄為：D:/mdy_book/dds_da，工程名和頂層名為dds_da。再次強(qiáng)調(diào)，為了避免初學(xué)者在后續(xù)操作中發(fā)生程序跳出未知錯誤的問題，強(qiáng)烈建議設(shè)置的文件目錄和工程名稱與本書保持一致。設(shè)置完成后點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-20QUARTUS新建工程設(shè)置名稱

新建工程類型設(shè)置如下圖所示，選擇“Empty project”，然后點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-21QUARTUS新建工程類型

接下來進(jìn)行文件添加，其界面如下圖所示。點(diǎn)擊右側(cè)的“Add”按鈕，選擇之前寫好的“dds_da.v”文件，可以看到界面下方會顯示出文件，隨后點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-22QUARTUS添加文件

圖3.12- 23為芯片選擇頁面，選擇“Cyclone ⅣE”，在芯片型號選擇處選擇“EP4CE15F23C8”，之后點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-23QUARTUS選擇芯片型號

圖3.12- 24為QUARTUS設(shè)置工具界面，不必做任何修改，直接點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-24QUARTUS設(shè)置工具界面

QUARTUS新建工程匯總界面如下圖所示，可以看到新建工程的匯總情況，點(diǎn)擊“Finish”，完成新建工程。

圖3.12-25QUARTUS新建工程匯總界面

4.2?綜合

新建工程步驟完成后，就會出現(xiàn)如下圖所示的 QUARTUS新建工程后界面。

圖3.12-26QUARTUS新建工程后界面

擊編譯按鈕，可以對整個工程進(jìn)行編譯。編譯成功的界面如下圖所示。

圖3.12-27QUARTUS編譯后界面

4.3?配置管腳

下面需要對相應(yīng)管腳進(jìn)行配置。如下圖所示，在菜單欄中選中“Assignments”，然后選擇“Pin Planner”，隨后就會彈出配置管腳的窗口。

圖3.12-28QUARTUS配置管腳選項(xiàng)

在配置窗口最下方中的“l(fā)ocation”一列，參考信號和管腳關(guān)系，按照表3.12- 3中最右兩列配置好FPGA管腳，配置管理來源參見管腳配置環(huán)節(jié)，最終配置的結(jié)果如圖3.12-29。配置完成后，關(guān)閉Pin Planner，軟件自動會保存管腳配置信息。

表3.12-3信號和管腳關(guān)系

圖3.12-29 QUARTUS配置管腳

4.4?再次綜合

再次打開“QUARTUS”軟件，在菜單欄中選中“Processing”，然后選擇“Start Compilation”，再次對整個工程進(jìn)行編譯和綜合，如圖3.12-?30所示。

圖3.12-30QUARTUS編譯選項(xiàng)

當(dāng)出現(xiàn)如下圖所示的 QUARTUS編譯成功標(biāo)志，就說明編譯綜合成功。

圖3.12-31QUARTUS編譯成功標(biāo)志

4.5?連接開發(fā)板

完成編譯后開始進(jìn)行上板調(diào)試操作，按照下圖的方式將下載器接入電腦USB接口，接上開發(fā)板電源，將開發(fā)板ADDA接口與示波器相連接，然后按下開發(fā)板下方藍(lán)色開關(guān)。

圖3.12-32開發(fā)板連接圖

4.6?上板

打開QUARTUS界面，單擊界面中的“file:///C:UsersxkdnAppDataLocalTempksohtml9760wps27.jpg”，則會彈出配置界面。在界面中點(diǎn)擊“add file”添加“.sof”文件后點(diǎn)擊“Start”，會在“Progress”出現(xiàn)顯示進(jìn)度。

圖3.12-33QUARTUS界面

QUARTUS下載程序界面如下圖所示，當(dāng)進(jìn)度條到100%提示成功后，即可在示波器上觀察到相應(yīng)的現(xiàn)象。

圖3.12-34QUARTUS下載程序界面

下載完成后，如果操作無誤此時可以在示波器上看到對應(yīng)的波形。如果沒有顯示成功，就需要返回檢查一下連接是否到位，接口有沒有連接錯誤，代碼是否編寫正確。如果無法自己完成錯誤排查的話，可以重新按照步驟操作一遍，相信一定會達(dá)到想要的效果。

第5節(jié)?簡化版步驟分享

這里依舊會分享簡化版的步驟，方便掌握基礎(chǔ)原理后進(jìn)行反復(fù)操作復(fù)習(xí)。

5.1?設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)


5.1.1?頂層接口
新建目錄：D:mdy_bookdds_da。在該目錄中，新建一個名為dds_da.v的文件，用GVIM打開后開始編寫代碼。

確定頂層信號。信號和硬件的對應(yīng)關(guān)系圖見表3.12- 3。

表3.12-3信號和管腳關(guān)系

寫出頂層代碼：

聲明輸入輸出屬性：

5.1.2?信號設(shè)計(jì)

計(jì)算采樣點(diǎn)對應(yīng)幅度值：

表3.12- 4DAC輸出采樣點(diǎn)對應(yīng)幅度值

分析設(shè)計(jì)目標(biāo)可知：每隔x個時鐘輸出一個電壓值，共輸出y個點(diǎn)組成一個正弦波，每次連續(xù)產(chǎn)生2個正弦波。

設(shè)計(jì)表示數(shù)了幾個時鐘的計(jì)數(shù)器cnt0：

設(shè)計(jì)輸出了幾個點(diǎn)的計(jì)數(shù)器cnt1：

設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)2個正弦波的計(jì)數(shù)器cnt2：

設(shè)計(jì)產(chǎn)生6種不同頻率正弦波的計(jì)數(shù)器cnt3：

設(shè)計(jì)變量x和y：

設(shè)計(jì)dac_da信號：

設(shè)計(jì)sin_data信號：

設(shè)計(jì)addr信號：

設(shè)計(jì)dac_sleep、dac_wra、dac_clka、dac_mode信號：

至此，主體程序已經(jīng)完成，接下來是將module補(bǔ)充完整。

5.1.3?信號定義

首先來定義信號類型。cnt0、add_cnt0、end_cnt0的信號定義如下：

cnt1、add_cnt1和end_cnt1的信號定義如下：

cnt2、add_cnt2和end_cnt2的信號定義如下：

cnt3、add_cnt3和end_cnt3的信號定義如下：

變量x，y的信號定義如下：

addr的信號定義如下：

sin_data的信號定義如下：

dac_da、dac_sleep、dac_wra、dac_clka、dac_mode的信號定義如下：

在代碼的最后一行寫下endmodule

完整版的工程代碼如下：

5.2?綜合與上板

5.2.1?新建工程

下一步新建工程和上板查看現(xiàn)象。打開軟件“Quartus”，在“Project”菜單中選擇“Add/Remove File to Project”，彈出文件窗口。

圖3.12-18Quartus新建工程

直接點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-19 Quartus新建工程介紹

此時會出現(xiàn)的是工程文件夾、工程名、頂層模塊名設(shè)置界面（目錄為：D:/mdy_book/dds_da，工程名和頂層名為dds_da），完成設(shè)置后點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-20 QUARTUS新建工程設(shè)置名稱

選擇“Empty project”后點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-21 QUARTUS新建工程類型

點(diǎn)擊右側(cè)的“Add”按鈕后選擇“dds_da.v”文件，隨后點(diǎn)擊“Next”完成文件添加。

圖3.12-22 QUARTUS添加文件

對芯片型號進(jìn)行選擇，在“Device family”選項(xiàng)中選擇“Cyclone ⅣE”，“Available devices”選項(xiàng)下選擇“EP4CE15F23C8”隨后點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-23 QUARTUS選擇芯片型號

直接點(diǎn)擊“Next”。

圖3.12-24 QUARTUS設(shè)置工具界面

點(diǎn)擊“Finish”，完成新建工程。

圖3.12-25 QUARTUS新建工程匯總界面

5.2.2?綜合

新建工程后界面如下圖所示，點(diǎn)擊“編譯”。

圖3.12-26 QUARTUS新建工程后界面

編譯成功界面如下圖所示。

圖3.12-27 QUARTUS編譯后界面

5.2.3?配置管腳

進(jìn)行管腳配置，在菜單欄中點(diǎn)擊“Assignments”后點(diǎn)擊“Pin Planner”，此時彈出配置管腳的窗口。

圖3.12-28 QUARTUS配置管腳選項(xiàng)

在配置窗口“l(fā)ocation”根據(jù)信號和管腳關(guān)系配置管腳，配置完成關(guān)閉“Pin Planner”即可自動保存配置信息。

圖3.12-29 QUARTUS配置管腳

5.2.4?再次綜合

再次打開“QUARTUS”軟件，在菜單欄中選擇“Processing”，隨后點(diǎn)擊“Start Compilation”再次進(jìn)行綜合。

圖3.12-30 QUARTUS編譯選項(xiàng)

出現(xiàn) QUARTUS 編譯成功標(biāo)志時表示此次編譯成功。

圖3.12-31 QUARTUS編譯成功標(biāo)志

5.2.5?連接開發(fā)板

按照如下圖所示的方法將下載器接入電腦USB接口，接上開發(fā)板電源，開發(fā)板ADDA接口與示波器相連接，然后按下開發(fā)板下方藍(lán)色開關(guān)。

圖3.12-32開發(fā)板連接圖

5.2.6?上板

打開 QUARTUS?界面后單擊“file:///C:UsersxkdnAppDataLocalTempksohtml9760wps45.jpg?

?”圖標(biāo)。

圖3.12-33QUARTUS界面

點(diǎn)擊“add file”，添加.sof文件，完成添加后點(diǎn)擊“Start”，在“Progress”會顯示進(jìn)度。進(jìn)度條顯示“100%”為成功，可觀察示波器現(xiàn)象。

圖3.12-34 QUARTUS下載程序界面

第6節(jié)?擴(kuò)展練習(xí)

至此，DA轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)已經(jīng)分享完畢，相信同學(xué)們已經(jīng)可以完全掌握這一設(shè)計(jì)。那么在掌握這項(xiàng)工程后可以多做一些思考，嘗試在工程原理不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)調(diào)整，試著改變產(chǎn)生波的周期和采樣點(diǎn)等參數(shù)，挑戰(zhàn)一下獨(dú)立完成多個設(shè)計(jì)。也歡迎有更多思路和想法的同學(xué)前往至簡設(shè)計(jì)法論壇進(jìn)行交流討論。