EDA课程设计_多功能波形信号发生器
多波形信号发生器设计实验报告
多波形信号发生器实验报告1. 背景多波形信号发生器是一种用于产生不同形状、频率和幅度的信号的设备。
它在各种领域中都有广泛的应用，包括电子工程、通信和音频领域。
在实验室中，多波形信号发生器通常用于测试和验证电路的性能。
本实验旨在设计一个多波形信号发生器，并对其进行性能测试和分析。
通过实际搭建和测试，我们将评估所设计的信号发生器的波形质量、频率稳定性、幅度准确性等关键指标，同时寻找可能的改进方向。
2. 设计与分析2.1 设计思路我们的设计思路是基于数字信号处理技术，使用微处理器控制和生成不同波形的信号。
具体来说，我们采用以下步骤来设计多波形信号发生器：1.选择合适的数字信号处理芯片，并与微处理器进行连接。
2.在微处理器上编程，实现不同波形信号的生成算法，如正弦波、方波、三角波等。
3.通过微处理器控制模拟输出电路，将数字信号转换为模拟信号。
4.设计合适的幅度控制电路，使得可以精确控制信号的幅度。
5.设计合适的频率控制电路，使得可以通过微处理器对信号的频率进行调节。
2.2 组件选择和连接首先，我们选择了一款高性能的数字信号处理芯片，并将其与微处理器进行连接。
通过对芯片的编程，我们可以实现生成不同波形的功能。
然后，我们将芯片的数字输出连接到模拟电路的输入端，通过合适的滤波电路进行信号滤波。
同时，将微处理器的控制端与模拟电路的控制电路相连接，以实现对幅度和频率的控制。
2.3 算法设计在微处理器上编写程序，实现不同波形信号的生成算法。
以正弦波为例，我们可以使用如下的算法：#define PI 3.1415926float sin_wave(float amplitude, float frequency, float time){return amplitude * sin(2 * PI * frequency * time);}对于方波和三角波等其他波形，我们可以采用类似的算法进行设计。
2.4 电路设计由于波形质量是信号发生器的重要性能指标之一，我们需要设计合适的模拟电路来提供稳定的、低噪声的模拟输出信号。
eda课程信号发生器课程设计
eda课程信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解EDA课程中信号发生器的原理与功能，掌握相关电子元件的工作特性。
2. 学生能够掌握信号发生器的分类、特点及应用场景，了解各类信号发生器的优缺点。
3. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的信号发生器电路。
技能目标：1. 学生能够熟练运用EDA软件进行信号发生器电路的设计、仿真与调试。
2. 学生能够独立完成信号发生器的硬件搭建，并进行基本的性能测试。
3. 学生能够通过实际操作，提高动手实践能力，培养解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对电子工程的兴趣，激发创新意识，形成主动学习的习惯。
2. 学生能够培养团队协作精神，学会与他人沟通交流，共同解决问题。
3. 学生能够认识到信号发生器在现代社会中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
本课程针对高年级学生，在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，明确以上课程目标。
通过分解目标为具体的学习成果，使学生在掌握专业知识的同时，提高实践操作能力和团队协作能力，培养良好的情感态度价值观。
为后续的教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，确保科学性和系统性。
主要内容包括：1. 信号发生器原理与分类：讲解信号发生器的基本原理、功能及分类，重点介绍函数发生器、脉冲发生器等常见类型的工作原理及应用。
2. 电子元件特性分析：分析常用电子元件（如运放、晶体管、二极管等）在信号发生器中的作用，掌握其工作特性。
3. 信号发生器电路设计：根据实际需求，设计不同类型的信号发生器电路，分析电路性能，优化设计方案。
4. EDA软件应用：教授学生如何使用EDA软件进行信号发生器电路的设计、仿真与调试，提高实际操作能力。
5. 硬件搭建与性能测试：指导学生搭建信号发生器硬件电路，进行基本性能测试，分析测试结果，找出问题并解决。
教学内容安排如下：1. 第1周：信号发生器原理与分类，电子元件特性分析。
多功能波形发生器
考试序列号____通识教育课程论文课程设计名称多功能波形发生器课程名称 EDA技术课程设计学院物理学院专业班级学号姓名20 15 年1月17日概述函数信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、 锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波等波形的电路。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。
本设计采用FPGA 来设计制作多功能信号发生器。
在实验室用EDA 完成设计并进行引脚锁定下载连接用SignalTap II Logic Analyer 调试。
一、设计原理本设计由信号产生，信号选择，信号控制输出三大模块组合而成。
其中信号产生模块有：三角波模块、方波模块、正弦波模块。
本设计采用K0～K2这三个按键为信号选择开关，选择信号产生模块输出的信号。
其控制模块（SIG_CONTROL ）是由数据选择器实现对以上三种信号的选择，并产生相应波形。
其结构框图如下：二、设计原理概述(1) 函数信号发生器的结构：三角波信号、方波信号、正弦信号的发生器各一个，数据选择器。
(2) VHDL 顶层设计。
(3)SignalTap II Logic Analyer 的仿真分析。
(4) 顶层文件在FPGA 中实现，通过外加按键控制波形输出,三个波形数据由三个开始波形选择三角波方波 正弦波波形输出结束信号选择图1.信号发生器结构框图信号发生模块（delta—三角波、square—方波、sin—正弦波）提供，信号发生器时钟由实验箱提供。
三、设计步骤(1)三角波、方波和正弦波源文件的编写并把VHDL程序转换成原理图。
(2) 数据选择器的源文件编写，并把VHDL程序转换成原理图。
(3) 用原理图完成函数发生器的设计。
(4) 编译完成后，建立 SingnalTap‖的工程文件。
(5) 锁定引脚，下载连接。
(6) 运行程序并观察结果。
(7）记录数据完成报告。
eda信号发生器的设计
1 引言简易多功能信号发生器是信号发生器的一种，在生产实践和科研领域中有着广泛的应用。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波和锯齿波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。
在本设计中它能够产生多种波形，如正弦波,三角波,方波和锯齿波等，并能实现对各种波频率和幅度的改变。
正因为其在生活中应用的重要性，人们它做了大量的研究，总结出了许多实现方式。
可以基于FPGA 、VHDL、单片机、DOS技能、数字电路等多种方法实现。
本设计是采用VHDL来实现的简易多功能信号发生器。
它能产生正弦波,三角波,方波和锯齿波。
且对各种波形的要求如下：（1）根据按键选择不同的波形（实现正弦波,三角波,方波和锯齿波）；（2）各波形的频率范围为100Hz-20KHz；（3）各波形频率可调（通过按键控制频率的变化，步进值为500Hz）；（4）用LED数码管实时显示输出波形的频率值；（5）用按键控制实现输出信号的幅度调节（幅度调节为2.5V和5V）。
2 EDA技术介绍2.1 EDA介绍EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）缩写。
EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言HDL（Hardware Description language）完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。
硬件描述语言HDL是相对于一般的计算机软件语言，如：C、PASCAL而言的。
HDL语言使用与设计硬件电子系统的计算机语言，它能描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。
基于EDA技术的多功能信号发生器的设计
基于EDA技术的多功能信号发生器的设计摘要在现代电子技术的研究及应用领域中，常常需要高精度且频率可调的信号源。
随着通信技术的发展，频道的分布日趋密集，高精度、高稳定度的通信频率就显得更加重要。
本课题的研究EDA频率可调数字信号发生器的设计方案和具体实现。
按照EDA开发流程，采用VHDL语言对FPGA进行编程来实现DDS功能。
详细介绍了信号发生器得发展，数字波形的基本原理和波形发生器的设计过程。
用VHDL语言编写了波形发生器的代码，进行了时序仿真，各模块都在逻辑综合工具QuartusⅡ下进行了综合，完全符合设计要求，并编程下载到EPF10KLC84-4，经D/A转换器将波形数据转换成模拟数据，再通过低通滤波器输出。
并且可以通过控制实验箱上的四个按键,能在示波器上观察到频率可调的正弦波、三角波、方波和锯齿波，频率范围是10HZ～250KHZ。
关键词：EDA；FPGA；D/A转换器；信号发生器；频率可调IIA Study of Multi-Functional Signal GeneratorBased on EDAIIIIAbstractIn the study and applied field of modern electric technology, highprecise and changeable signal source is needed. With communication technology developing and the distribution of channel tending dense, high precise and high stable communication frequency appears to be more and more important.This subject is to study design scheme and implementation of EDA changeable signal digital signal generator. According to EDA developing process, FPGA is programmed in VHDL language to achieve DDS function. This paper in detail introduces the development of signal generator, the basic principle of digital waveform and the design process of waveform generator. The code of waveform generator programmed in VHDL language will be simulated by time sequence. If each module synthesized by logically combined tool－QuartusⅡcorresponds completely to the design demand, they will be programmed and loaded down to EPF10KLC84-4. Waveform data will be shifted to analog data through D/A converter, then will be outputthrough low pass filter. Meantime, by controlling the four keys on the IIIIIIexperiment case, changeable signal sinusoid wave, triangular wave, square wave and sawtooth wave can be seen on the oscillogragh, whose frequency scope is 10HZ~250HZ.Keywords：EDA；FPGA；D/A converter；signal generator；changeable signalIVIV目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................. I I第1章引言 (7)1.1 概述（小三号、黑体，段前6磅、段后6磅） (7)1.2 信号发生器的国内外发展状况 (7)1.3 信号发生器的分类 (7)1.4 各类信号发生器特点 (8)1.4.1 传统信号发生器的设计原理 (8)1.4.2 数模转换型信号发生器 (8)1.5 本文的主要研究内容 (9)第2章 EDA简介与FPGA基础 (10)2.1 EDA简介 (10)2.1.1 EDA技术 (10)2.1.2 从传统的电子电路设计方法到EDA技术 (10)2.2 FPGA可编程逻辑器件原理与结构 (12)2.3 FPGA开发过程 (13)2.4 硬件描述语言VHDL (17)2.4.1 概述 (17)2.4.2 VHDL语言的特点 (17)2.4.3 VHDL的基本结构 (18)第3章多功能信号发生器的整体方案 (20)3.1概述 (20)3.2数字信号发生器的方案综述 (20)3.1.1 直接数字法 (20)3.1.2 基于相位累加器的直接数字合成法的工作原理 (21)3.2 数字波形生成的基础知识 (21)3.2.1存储器与波形数据 (21)3.2.1 波形发生器的系统组成 (22)3.2.2 多功能信号发生器的总体系统方框图 (23)第4章QuartusⅡ的基本使用 (24)4.1概述 (24)VV4.2 QuartusⅡ在Windows XP上的安装设置 (24)第5章频率可调的多功能信号发生器 (26)5.1各种波形产生模块 (26)5.1.1正弦波产生的原理 (26)5.1.2波形数据产生器实现程序 (27)5.2数据选择器模块 (29)4.1 5.3 D/A转换模块 (29)5.4仿真波形 (30)结论 (33)致谢 (34)附录 (36)VIVI第1章引言1.1概述（小三号、黑体，段前6磅、段后6磅）信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。
eda-信号发生器三角波正弦波方波
1 引言简易多功能信号发生器是信号发生器的一种，在生产实践和科研领域中有着广泛的应用。
信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形）,然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在电子实验和测试处理中，并不测量任何参数，而是根据使用者的要求,仿真各种测试信号，提供给被测电路，以达到测试的需要。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号，如正弦波,三角波和方波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。
在本设计中它能够产生多种波形，如正弦波，三角波和方波等，并能实现对各种波频率和幅度的改变.正因为其在生活中应用的重要性，人们它做了大量的研究,总结出了许多实现方式。
可以基于FPGA 、VHDL、单片机、DOS技能、数字电路等多种方法实现.本设计是采用VHDL来实现的简易多功能信号发生器。
它能产生正弦波，三角波和方波.且对各种波形的要求如下：(1）设计任意信号发生器,使之能够生成正弦波、三角波和方波；（2）电路的外部频率为40MHz，要求信号发生器可产生0—1KHz、1KHz～10KHz、10KHz~1MHz 三档频率的信号；（3）要求具有波形选择和频率选择的功能；（4）在同一频率档内，可实现频率的加减；(5）要求显示波形的同时能够进行频率的调节；（6）要求能够显示波形：A--正弦波；B—-三角波；C——方波；（7）要求能够显示频率值；(8）可用示波器进行波形的观测.2 设计流程2。
1设计思想及流程图本次课程设计按模块式实现，据任务书要求，设计总共分三大步骤完成：（1）产生波形（三种波形：方波、三角波、正弦波）信号；（2）频率控制；（3)显示频率值。
利用VHDL编程，依据基本数字电路模块原理进行整合。
系统各部分所需工作时钟信号由输入系统时钟信号经分频得到，系统时钟输入端应满足输入脉冲信号的要求。
频率控制模块有多个可选频率，最终送至脉冲发生模块输出脉冲信号，同时将信号的频率输出至数码管显示当前信号的频率值，达到设计课题所要求的输出波形频率可调功能。
EDA课程设计——函数信号发生器
EDA课程设计——函数信号发生器实验报告学院（系）专业、班级学生姓名学号小组其他队员：指导教师（1）实验要求（2）总体设计思路（3）程序仿真（4）实验结果（5）心得体会一．实验要求（1）利用VHDL语言设计一个多功能信号发生器，可以产生正弦波，三角波，锯齿波和方波的数字信号。
（2）焊接一个D/A转换器，对输出的数字信号转换成模拟信号并在示波器上产生波形。
（3）在电路板上可以对波形进行选择输出。
（4）在电路板上可以对波形的频率与幅度进行调节。
二．总体设计思路信号发生器主要由分频，波形数据的产生，四选一多路选择，调幅和D/A转换五个部分组成。
总体框架图如下：（1）分频分频器是数字电路中最常用的电路之一，在FPGA的设计中也是使用效率非常高的基本设计。
实现的分频电路一般有两种方法：一是使用FPGA芯片内部提供的锁相环电路，如ALTERA提供的PLL（Phase Locked Loop），Xilinx提供的DLL（Delay Locked Loop）；二是使用硬件描述语言，如VHDL、Verilog HDL等。
本次我们使用VHDL进行分频器设计，将奇数分频，和偶数分频结合起来，可以实现50%占空比任意正整数的分频。
分频器原理图：在我们本次试验中的实现即为当按下按键时，频率自动减半。
如当输入为100MHZ，输出为50MHZ。
（2）信号的产生。
根据查找资料，我们最终确定了在QUARTUS中波形数据产生的方法，即利用地址信号发生器和LPM_ROM模块。
ROM 的地址信号发生器，有七位计数器担任。
LPM_ROM底层是FPGA 中的M4K等模块。
然后在VHDL顶层程序设计中将两部分调用从而实现信号的发生。
ROM中存放不同的初始化MIF文件（存放不同波形的数据）从而产生不同的波形。
信号产生模块：信号产生RTL图：此环节最重要的还有MIF文件的建立，经过查找资料，下载了MIFMAKER 2010软件，从而较为简单的产生了MIF文件。
多功能信号发生器课程设计
多功能信号发生器课程设计一、设计目的本课程设计旨在通过实际操作，让学生掌握信号发生器的设计、制作和调试方法，培养其动手能力、分析问题和解决问题的能力，并巩固和扩展理论知识。
二、设计任务与要求本设计主要实现以下功能：1. 能够产生正弦波、矩形波、三角波和锯齿波；2. 每种波形频率可在一定范围内调节；3. 矩形波占空比可在一定范围内调节；4. 输出电压满足要求（矩形波U P-P ≤12V，三角波U P-P ≤12V，正弦波U P-P ≥1V）；5. 具有数码管显示功能，实时显示输出频率。
三、设计方案与步骤1. 设计方案采用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）实现信号发生器功能。
FPGA是一种高度灵活的集成电路芯片，可通过编程实现各种数字电路功能。
本设计将利用Quartus II软件平台，采用Verilog HDL语言编写逻辑电路，并结合外围硬件电路实现多功能信号发生器。
2. 设计步骤（1）硬件设计a. 电源电路：为FPGA及其他外围电路提供稳定的工作电压。
b. 时钟电路：为FPGA提供时钟信号，以确保数字电路的正常运行。
c. 存储电路：存储波形数据和频率数据等信息。
d. 显示电路：与数码管驱动电路配合，实现输出波形的实时显示。
e. 波形产生电路：根据控制信号生成不同种类的波形信号。
f. 调节电路：实现对波形频率和矩形波占空比的调节。
（2）软件设计a. 编写Verilog HDL程序，实现FPGA逻辑功能。
程序应包括波形选择、频率控制、波形生成、调节控制等功能模块。
b. 通过Quartus II软件平台进行逻辑综合和布局布线，生成可下载到FPGA的配置文件。
（3）系统调试与优化a. 将配置文件下载到FPGA芯片中，进行系统调试。
b. 根据调试结果，对硬件电路和软件程序进行优化，确保系统的稳定性和性能。
c. 对输出电压、频率范围、矩形波占空比等指标进行测试，确保满足设计要求。
d. 对数码管显示的正确性进行测试，确保实时显示功能正常。
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目录摘要 (1)一、设计要求 (3)三、系统设计思路 (4)3.1 波形函数发生装置的选择 (4)3.2 波形输入输出控制方式的选择 (5)四、各模块设计及仿真 (6)4.1函数发生模块 (6)4.1.1 正弦波模块 (6)4.1.2 方波模块 (7)4.1.3 递增锯齿波模块 (9)4.1.4 递减锯齿波模块 (10)4.1.5 阶梯波模块 (12)4.1.6 三角波模块 (13)4.2调控模块 (15)4.2.1波形输出控制单元 (15)4.2.2波形输入控制单元 (16)4.2.3频率控制单元 (18)4.2.4幅度控制单元 (20)4.3 D/A转换器 (21)4.4 总电路 (24)五、硬件测试 (25)5.1编译 (25)5.2 引脚的锁定 (26)5.3编程下载 (27)5.4 硬件验证 (28)六、课程设计心得体会 (31)参考文献 (32)附录 (33)摘要本次设计课题为应用VHDL语言及MAX+PLUSII软件提供的原理图输入设计功能，组合电子线路的设计加以完成一个任意波形信号发生器。
它具有结构紧凑，性能稳定，设计结构灵活，方便进行多功能组成的特点，经济实用，成本低廉的特点。
可产生正弦波、方波、三角波、递增锯齿波、递减锯齿波以及阶梯波，并可使用示波器观察波形。
实现了系统信号实时快速测量，也为其广泛应用于实际领域创造了条件。
在实现过程中，将整体功能模块化，分为函数发生模块和调控模块。
在调控模块中实现了调频调幅以及对于波形的输入输出控制。
对于D/A转化器，本实验选择的是TLC7528，利用简单的8进制计数控制CS和WR端口的同步输出，实现数模转换的同时，保持相应位的同步实现。
在课程设计中遇到了诸多困难，在用示波器显示波形时，却总是得不到稳定的波形，后来发现在输入控制中，仅需要3位二进制数即能完成简单的8进制计数，自己却习惯性的用了8位，这使得分频现象严重，更改后即得到了了稳定的输出波形，经过反复修改调试，最终试验成功。
关键词：智能信号发生器 VHDL MAX+PLUSII TLC7528一、设计要求要求设计一个智能函数发生器，该智能函数发生器能够产生递增锯齿波、递减锯齿波、方波、三角波、正弦波以及阶梯波，并且可以通过选择开关选择输出相应波形，具有一定的调幅和调频功能。
同时具有复位的功能，通过按键确定输出的波形及确定是否输出波形。
二、系统设计方案1、系统的整体原理框图：图 1 系统的整体原理框图2、系统框图图 2 任意波形信号发生器系统框图三、系统设计思路3.1 波形函数发生装置的选择波形函数发生方案众多，我们要选择一种易于实现且精度高的方案，以此来提高本设计的实用性。
方案一：通过单片机控制D/A，输出三种波形。
此方案输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节。
方案二：利用MAX038芯片组成的电路输出波形。
MAX038是精密高频波形产生电路，无法实现阶梯波和递增递减锯齿波的产生，所以舍弃此方案。
方案三：用VHDL语言编写程序，调试成功后下载至实验装置的芯片上，再利用外接D/A转换电路（TLC7528）实现以上设计功能。
此种方案完全可以生成设计要求的6种波形，而且通过软件仿真可以直观的观测的输出的波形参数，方便调试和更改波形参数，外围电路简单，减少器件损耗，精度高。
因此在本次设计中我们选择了VHDL。
3.2 波形输入输出控制方式的选择方案一：控制多路D/A开关输出方式此种方案为每一路输出的波形函数使用一路D/A转换后输出，通过控制开关控制每一路D/A是否工作，决定输出的波形。
此种方案可以同时输出多路波形，但是需要路D/A转化器，外围电路复杂，制作成本较高而且控制复杂。
方案二：采用数据选择器方式此种方案可以利用VHDL语言写出数据选择器，然后每种函数发生器的输出和数据选择器输入相连接，通过控制开关选择对应的波形输出。
方案二完全可以得到方案一的设计要求，而且只需一个D/A转换器就可以。
电路不需要外部搭建，节约成本且控制简单方便。
基于方案二的设计简便、节约制作元件和成本、控制简便等优点，选择方案二作为波形函数输出控制方式。
四、各模块设计及仿真经过功能分析，将系统分为两大模块，分别为函数发生模块和调控模块。
函数发生模块包括：正弦波模块、三角波模块、方波模块、阶梯波模块、递增或递减锯齿波模块；调控模块包括：选频模块、调幅模块、输入控制模块以及输出控制模块。
4.1函数发生模块4.1.1 正弦波模块正弦波sin的VHDL程序如附录所示，其中CLK是输入时钟端口，RESET为输入复位端口，D_OUT[7..0]为八位二进制输出端口。
SIN_ROM正弦波函数发生模块框图如下图所示：图3 正弦波函数发生模块框图正弦波可用两种方法，即计算法和查表法产生。
计算法要用浮点运算，复杂且耗时太长，一般不采用。
查表法是事先将正弦波的数据计算出来，列表放在程序中，运行时直接调取数据。
用公式y=127.5+127.5sin（360n/m）可计算出正弦波的输出值，公式中的m为输出点数，n=1，2，…m。
m值取小一些可以提高波形频率，但波形畸变会增大，增加输出点虽然可以改善波形，但输出频率会降低，实践表明，m取64时，可以得到很好的正弦波。
BEGINIF RESET='1'THEND_OUT<=0;ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1'THENIF TMP=63 THENTMP:=0;ELSETMP:=TMP+1;END IF;正弦波函数波形仿真图如下图所示：图4 正弦波函数波形仿真图如图所示，复位信号为高电平时，输出清零，否则正常输出，但幅度未从0-255，原因是考虑到示波器基准电平的问题，人为的提高最低电平到50. 4.1.2 方波模块方波的VHDL程序如附录所示，其中CLK是输入时钟端口，RESET为输入复位端口，Q_OUT[7..0]为八位二进制输出端口。
方波波函数发生模块框图如下图所示：图5 方波函数发生模块框图方波只有两个值，可以采用两个极端值0和FFH。
根据输出标志A的数值输出对应的数值，当A=0输出0，也即是方波周期中的低电平，当A=1，输出255，也即是方波周期中的高电平。
连续的输出便成了观测到的方波波形。
其VHDL描述如下：IF (RESET='1') THENA<='0';ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF (TMP="1111")THENTMP:="0000";ELSETMP:=TMP+1;END IF;IF (TMP<="1000")THENA<='1';ELSEA<='0';END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CLK,A)BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF A='1'THENQ<="11111111";ELSEQ<="00000000";END IF;END IF;方波函数波形仿真图：图6 方波函数波形仿真图如图所示，复位信号为高电平时，输出清零，否则正常输出。
4.1.3 递增锯齿波模块递增锯齿波的VHDL程序如附录所示，其中CLK是输入时钟端口，RESET为输入复位端口，Q_OUT[7..0]为八位二进制输出端口。
递增锯齿波函数发生模块框图如下图所示：图 7 递增锯齿波函数发生模块框图程序设计的当复位信号为1时，输出为0，无对应的波形产生。
当复位信号为0时，每当检测到时钟上升沿时，计数器值加1，当增加到最大后清零。
计数值增加呈现线性关系，因此输出的波形是递增的斜波。
从仿真波形图也能看出这种变化规律。
VHDL描述为：IF TMP="11111111" THENTMP:="00000000";ELSETMP:=TMP+1;END IF;END IF;递增锯齿波函数波形仿真图如下图所示：图 8 递增锯齿波函数波形仿真图4.1.4 递减锯齿波模块递减锯齿波的VHDL程序如附录所示，其中CLK是输入时钟端口，RESET为输入复位端口，Q_OUT[7..0]为八位二进制输出端口。
递减锯齿波函数发生模块框图如下图所示：图 9 递减锯齿波函数发生模块框图程序设计的是复位信号为0时输出为0，无对应的波形产生。
当复位信号为1时，当每当检测到时钟上升沿时，计数值减1，当减到0后赋值到最大。
计数值减少呈现线性关系，因此输出的波形是递减的锯齿波。
从仿真波形图也能看出这种变化规律。
VHDL描述为：IF RESET='1' THENTMP:="11111111";ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF TMP="00000000" THENTMP:="11111111";ELSETMP:=TMP-1; --阶梯为1,递减信号的变化END IF;END IF;递减锯齿波函数波形仿真图如下图所示：图10 递减锯齿波函数波形仿真图4.1.5 阶梯波模块阶梯波的VHDL程序如附录所示，其中CLK是输入时钟端口，RESET为输入复位端口，Q_OUT[7..0]为八位二进制输出端口。
阶梯波函数发生模块框图如下图所示：图 11 阶梯波函数发生模块框图阶梯波设计的是数据的递增是以一定的阶梯常数向上增加，所以输出的波形呈现是成阶梯状的，而不是，完全呈现是直线增长。
从仿真波形图也能看出这种变化规律。
VHDL描述如下：IF RESET='1' THENTMP:="00000000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF TMP="11111111"THENTMP:="10000000";ELSETMP:=TMP+16;END IF;END IF;阶梯波函数波形仿真图如下图所示：图 12 阶梯波函数波形仿真图如图所示，复位信号为高电平时，输出清零，否则正常输出。
4.1.6 三角波模块三角波的VHDL程序如附录所示，其中CLK是输入时钟端口，RESET为输入复位端口，Q_OUT[7..0]为八位二进制输出端口。
三角波函数发生模块框图如下图所示：图 13 三角波函数发生模块框图程序设计的是reset复位信号为0时输出为0，无对应的波形产生。