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--- book_excise_pulse_generator [2021/08/17 15:28]
zili
+++ book_excise_pulse_generator [2021/08/17 16:50] (当前版本)
zili
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-### 脉冲发生器实验
+## 脉冲发生器实验
-#### 1. 实验内容
+### 1. 实验内容
 本实验设计一个可变频率和可变占空比的方波，要求可以通过控制按键和开关来改变方波的频率和占空比，开关控制要求表7-1如所示。\\
-表7 1  脉冲发生器开关控制要求
+<WRAP centeralign>
+**表7 1  脉冲发生器开关控制要求**
+</WRAP>
 |SW3 SW2 SW1|频率|
 |000|2分频，50/2 MHz|
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 |1|0|1:8|
 |1|1|3:8|
+\\
+\\
+### 2. 实验原理
+首先介绍占空比的概念，占空比指在一串理想的脉冲序列中，正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。在图72所示的波形中，占空比等于t/T。例如，脉冲宽度10μs，信号周期40μs的脉冲序列占空比为0.25。\\
+{{ :图7-2_占空比的定义.png |图7-2  占空比的定义}}
+<WRAP centeralign>
+图7-2  占空比的定义
+</WRAP>
-#### 2. 实验原理
+方波一般通过对一个高频的脉冲信号进行分频来生成。分频比指方波的周期和高频信号周期之间的比例关系，通过控制分频比来实现不同频率的方波。例如，开发系统上的时钟是50MHz,如果要生成10MHz的方波，则分频比为5。根据输入时钟及要输出的方波的频率计算出分频比，通过计数器的值来控制输出方波的频率。对于一定频率的方波，通过另一个计数器来控制占空比。例如，时钟是50MHz，要求生成一频率为10MHz，占空比为1/5的方波，那么分频比为5，方波的周期为5个时钟周期，正脉冲的持续时间为1个时钟周期（图7-3）。
-首先介绍占空比的概念，占空比指在一串理想的脉冲序列中，正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。在图72所示的波形中，占空比等于t/T。例如，脉冲宽度10μs，信号周期40μs的脉冲序列占空比为0.25。
+{{ :图7-3.png |图7-3  频率为10MHz，占空比为1/5的方波}}
+<WRAP centeralign>
+图7-3  频率为10MHz，占空比为1/5的方波
+</WRAP>
-图72  占空比的定义
+\\
+\\
-方波一般通过对一个高频的脉冲信号进行分频来生成。分频比指方波的周期和高频信号周期之间的比例关系，通过控制分频比来实现不同频率的方波。例如，开发系统上的时钟是50MHz,如果要生成10MHz的方波，则分频比为5。根据输入时钟及要输出的方波的频率计算出分频比，通过计数器的值来控制输出方波的频率。对于一定频率的方波，通过另一个计数器来控制占空比。例如，时钟是50MHz，要求生成一频率为10MHz，占空比为1/5的方波，那么分频比为5，方波的周期为5个时钟周期，正脉冲的持续时间为1个时钟周期（图73）。
+### 3. 程序设计
-图73  频率为10MHz，占空比为1/5的方波
-#### 3. 程序设计
 输入输出信号
 程序有4个输入信号和1个输出信号：
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 从上述代码可以看出，正脉冲的宽度至少为一个时钟周期。如果分频比为2，占空比为1/4,则正脉冲时钟周期为2×1/4=1/2，非整数时钟周期脉冲宽度是无法实现，所以正脉冲时钟周期数为1。
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+### 4. 仿真结果
+用Modelsim对程序进行仿真，仿真文件为test_pulse.v。图 74为仿真结果，Squ_wave为输出方波。I=000时，占空比为1/2；dvd=00000时，分频比为2；dvd=00001时，分频比为4。\\
+{{ :图7-4.png |图 7-4 方波发生器仿真结果}}
+<WRAP centeralign>
+图 7-4 方波发生器仿真结果
+</WRAP>
+把程序下载到开发系统上，用SignalTap逻辑分析仪观察输出的波形。I1和I2分别控制分频比和占空比，Clkout为方波输出。图75为当分频比为16、占空比为1/4是的方波输出结果。\\
+{{ :图7-5.png |图7-5  分频比为16，占空比为1/4时的方波输出}}
+<WRAP centeralign>
+图7-5  分频比为16，占空比为1/4时的方波输出
+</WRAP>
+图7-6为当分频比为16、占空比为3/8时的方波输出结果。
+{{ :图7-6.png |图7-6  分频比为16，占空比为1/4时的方波输出}}
+<WRAP centeralign>
+图7-6  分频比为16，占空比为1/4时的方波输出
+</WRAP>
-#### 4. 仿真结果
+\\
-用Modelsim对程序进行仿真，仿真文件为test_pulse.v。图 74为仿真结果，Squ_wave为输出方波。I=000时，占空比为1/2；dvd=00000时，分频比为2；dvd=00001时，分频比为4。
+\\
+### 5. 演示程序文件说明
-图 74  方波发生器仿真结果
-把程序下载到开发系统上，用SignalTap逻辑分析仪观察输出的波形。I1和I2分别控制分频比和占空比，Clkout为方波输出。图75为当分频比为16、占空比为1/4是的方波输出结果。
-图75  分频比为16，占空比为1/4时的方波输出
-图76为当分频比为16、占空比为3/8时的方波输出结果。
-图76  分频比为16，占空比为1/4时的方波输出
-#### 5. 演示程序文件说明
 |文件名|功能|
 |PulseGen.v|主程序|
 |TestPulse.v|Modelsim仿真程序|
 |PulseSim.mpf|ModelSim仿真工程|
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-#### 6. 演示程序使用
+### 6. 演示程序使用
-演示设备：核心网、扩展板。
+  演示设备：核心网、扩展板。
-演示方法：把程序下载到开发系统上后，由扩展板的{SW3,SW2,SW1}控制分频比，{SW7,SW6}控制占空比，通过SignalTap观测输出。核心板上的reset键为复位键。
+  演示方法：把程序下载到开发系统上后，由扩展板的{SW3,SW2,SW1}控制分频比，{SW7,SW6}控制占空比，通过SignalTap观测输出。核心板上的reset键为复位键。
+\\
-#### 7. 时序波形图
+\\
-<wavedrom>
-{ "signal" : [
-  { "name": "clk",         "wave": "p.....|..." },
-  { "name": "Data",        "wave": "x.345x|=.x", "data": ["head", "body", "tail", "data"] },
-  { "name": "Request",     "wave": "0.1..0|1.0" },
-  {},
-  { "name": "Acknowledge", "wave": "1.....|01." }
-]}
-</wavedrom>