《FPGA應用技術及實踐》電子教案學習情境四宏功能模塊應用任務一任務二任務三流水線乘法累加器設計（4課時）邏輯數據采樣電路設計（4課時）簡易正弦信號發生器設計（4課時）學習情境學習情境四宏功能模塊應用教學任務任務三簡易正弦信號發生器設計學時4教學目標專業能力：學習使用QuartusII軟件的宏功能模塊設計正弦信號發生器的方法學習定制初始化數據文件的方法掌握ROM模塊的參數設置方法能力：善于觀察，主動學習信息收集、歸納能力實踐動手能力社會能力：具有與人協作、團隊工作的能力具有吃苦耐勞的品質語言表達能力教學內容使用QuartusII軟件的宏功能模塊進行電路設計的方法正弦信號發生器設計ROM模塊的參數設置4、定制初始化數據文件的方法重點正弦信號發生器設計難點定制初始化數據文件的方法教學設計教學方法演示法、案例教學法、現場觀摩法教學場所與條件FPGA實訓基地、多媒體教室階段行為步驟（內容）教學手段時間資訊明確任務，收集正弦信號發生器的相關資料問題導向法20計劃確定設計思路，制定工作計劃分組討論法、確定該項目工作計劃10決策分組展示初步方案，相互討論、修改方案；教師分析、答疑；根據學生、教師共同點評，修訂、確定最終生產方案集中討論講授法15實施對學生分組，利用QuartusII軟件完成邏輯數據采樣電路設計并進行驗證教師演示講解學生分工協作，自行完成80檢查檢查任務的完成情況，分析不足逆向檢查20評價匯報學習、工作心得；對任務完成情況，進行自我評價與教師評價學生自評、小組互評、教師評價15學習情境四：宏功能模塊應用任務三：簡易信號發生器設計教學方案一、資訊明確任務，收集正弦信號發生器的相關資料。問題引領：學生通過查閱資料、網絡、視頻等途徑獲取以下信息：1、正弦信號發生器是由哪幾個模塊構成？2、如何定制ROM中的初始化數據3、如何利用軟件來完成正弦信號發生器的設計？二、計劃分析討論引導問題，制定正弦信號發生器的設計思路，討論設計重點、難點與實施方案三、決策（1）分組展示初步方案，教師講解相關知識點，相互討論、修改方案；（2）根據學生、教師的點評，修訂、確定最終生產方案教師講授：審閱學生制定的初步表達方案，分析學生對基本知識掌握程度，以確定講授新知識點的范圍和重點。項目一正弦信號發生器設計1、工作原理正弦信號發生器由以下四個部分組成定制ROM中的初始化數據文件QuartusII能接受的LPM_ROM模塊中的初始化數據文件的格式有兩種：MemoryInitializationFile（.mif）格式和Hexadecimal(Intel-Format)File（.hex）格式。建立.mif格式文件（1）創建MemoryInitializationFile，設定存儲數據個數和數據寬度，在生成的mif數據表格中，輸入相應的波形數據。（2）也可使用QuartusII以外的編輯器設計MIF文件。其格式如下所示，其中地址和數據都為十六進制，冒號左邊是地址值，右邊是對應的數據，并以分號結尾。WIDTH=8;DEPTH=64;ADDRESS_RADIX=HEX;DATA_RADIX=HEX;CONTENTBEGIN0:FF;1:FE;2:FC;3:F9;4:F5;…（數據略去）3D:FC;3E:FE;3F:FF;END;（3）也可使用程序語言生成#include<stdio.h>#include"math.h"main(){inti;floats;for(i=0;i<1024;i++){s=sin(atan(1)*8*i/1024);printf("%d:%d;\n",i,(int)((s+1)*1023/2));}}建立hex格式文件（1）創建HexadecimalFile，設定存儲數據個數和數據寬度，在生成的數據表格中，輸入相應的波形數據。（2）用普通編譯器產生，如用8051單片機編譯器來產生。3、調用ROM模塊LPM_ROM（1）設置模塊數據線和地址線寬度（2）調用ROM初始化數據文件并選擇在系統讀寫功能（3）修改初始化數據路徑（4）生成ROM模塊data_rom4、調用計數器模塊，生成模塊CNT6B5、完成頂層設計6、編譯前的參數設置及全程編譯7、電路時序仿真與測試四、實施學生分組后進入FPGA實訓基地，完成正弦信號發生器的設計并驗證正確性。歸納總