数字电路与模拟电路的综合应用

（1）实验目的

1、了解D/A转换器的基本工作原理和基本结构
2、了解大规模集成D/A转换器的功能及其典型应用方法
3、掌握综合性电路的调测方法

（2）实验原理或设计过程

实验内容∶设计一个可编程波形发生器技术指标∶
① 输出信号波形受K2和K1控制
开关K2K1=01时，输出信号波形为正斜率锯齿波。开关K2K1=10时，输出信号波形为负斜率锯齿波。
开关K2K1=11时，输出信号波形为正负斜率锯齿波组成的三角波。
② 输出信号频率
输出锯齿波时/=1KHZ;输出三角波时/，=0.5KHZ。
③ 输出正负斜率锯齿波上升或下降的台阶数等于16个。
④ 输出幅度V在0V~2V间可调。

设计条件∶
① 电源电压为±5V。
②系统时钟信号可以自行设计，也可以采用实验箱所提供的信号源。
波形控制电路∶
K2K1=01时，转换器输入的二进制数为加法计数;
K2K1=10时，转换器输入的二进制数为减法计数;
K2K1=11时，转换器先输入加法计数结果，然后输入减法计数结果。

（１）原理图实现数字电路部分：

逻辑电路卡诺图：

（3）RTL代码设计（加分项）

RTL代码

module DAC
#(  parameter M=4)
(K,clk,rst_n,cnt,co);input [1:0]K;input clk;input rst_n;output reg[M-1:0]cnt;output reg co;always @(posedge clk,negedge rst_n)if(!rst_n)begincnt<=0;co<=1'b0;endelse begincase(K)2'b01:beginif(cnt==4'b1111)cnt<=5'b0000;elsecnt<=cnt+1'b1;end2'b10:begincnt<=4'b1111;if(cnt==4'b0000)cnt<=4'b1111;elsecnt<=cnt-1'b1;end2'b11:beginif(co==0)beginif(cnt==4'b1111)begin    cnt<=cnt;co<=1;endelse cnt<=cnt+1'b1;endif(co==1)beginif(cnt==4'b0000)begin  cnt<=cnt;co<=0;endelse cnt<=cnt-1'b1;endend endcase end
endmodule

仿真测试模块代码

`timescale 1ns / 1ps
module DAC_tb;reg [1:0] K;reg clk;reg rst_n;wire [3:0] cnt;wire co;DAC uut (.K(K), .clk(clk), .rst_n(rst_n), .cnt(cnt), .co(co));initial beginK = 0;clk = 0;rst_n = 0;#100;rst_n=1;K=2'b01;#400;K=2'b10;#400;K=2'b11;#400;endalways #7 clk=~clk;endmodule

（4）实验电路图

（5）实验数据分析和实验结果

当K１K２＝０１时，计数器递增。

当K１K２＝１０时，计数器递减。

当K１K２＝１１时，计数器先增后减。

可编程波形发生器的波形图：

（6）附录：示波器图像

当K１K２＝０１时，计数器递增。

当K１K２＝１０时，计数器递减。

当K１K２＝１１时，计数器先增后减。

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