《基于fpga的信号发生器.doc

基于FPGA的DDS技术的信号发生器设计 学 院： 电信学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 姓 名： 学 号 指导教师： 朱雷、陈海忠 设计时间: __2014年2月16日——2014年2月28日 目录 1．基于FPGA的DDS信号发生器设计选题背景 2 FPGA硬件系统设计 2.1 功能要求 2.2 FPGA硬件系统组成 2.3 FPGA最小系统简介 2.4 FPGA外围电路设计 2.4.1 开关电路设计 2.4.2 DAC0832电路设计 2.4.3 LM358电路设计 2.5 硬件电路调试及结果分析 3基于DDS技术的信号发生器设计 3.1 功能要求 3.2 整体设计 3.3 DDS技术的基本原理 3.3.1累加器 3.3.2 波形存储器 3.4 程序设计 3.4.1 方波产生程序设计及仿真 3.4.2 三角波产生程序设计及仿真 3.4.3 正弦波产生程序设计及仿真 3.4.4 锯齿波产生程序设计及仿真 3.4.5 AM及DSB产生程序设计及仿真 3.4.6 顶层程序设计及仿真 (1) 程序的功能 (2) 结构图或实体图 (3) VHDL程序及注释 (4) 仿真波形及分析 4设计分析与总结 4.1 故障分析 设计过程中出现的故障分析 4.2功能分析 4.3 设计总结及感想 5 参考文献 6 附录 硬件原理图 程序模块 1基于FPGA的DDS信号发生器设计选题背景 1.1系统背景 现场可编程逻辑门阵列FPGA，与PAL、GAL器件相比，他的优点是可以实时地对外加或内置得RAM或PROM编程，实施地改变迄今功能，实现现场可编程(基于EPROM型)或在线重配置（基于RAM型） 。是科学试验、演技研制、小批量产品生产的最佳选择其间。自上世纪70年代单片机问世以来，它以其体积小、控制功能齐全、价格低廉等特点赢得了广泛的好评与应用。由单片机构成的应用系统有有体积小、功耗低控制功能强的特点，它用利于产品的小型化、多功能化和智能化，还有助与提高仪表的精度和准确 度，简化结构、减小体积与重量，便于携带与使用，降低成本，增强抗干扰能力，便于增加显示、报警和诊断功能。因而许多现代仪器仪表都用到了单片机。 1.2选题目的及其意义 信号发生器它最原始的功能是能够产生多种波形，比如说它可以产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等等。但随着科技的发展，它的功能也得到了增强，成为最普通、最基本的，也是应用最广泛的电子仪器之一，几乎所有的电参量的测量都需要用到多功能信号发生器。不论是在生产还是在科研与教学上，多功能信号源发生器都是电子工程师信号仿真实验的最佳工具。它除此之外还有许多的用途，它已经被广泛地应用于工业、教学、医学，科学研究等领域。目前大部分信号发生器的设计是以微控制器为核心进行的， 它与纯硬件设计的信号发生器相比，具有高精度、高可靠性、操作方便、价格便宜、智能化等特点，是智能化仪器的一个发展方向，具有一定的实用价值 2.FPGA硬件系统设计 2.1 功能要求 2.1.1实现控制信号的的输入 2.1.2实现数字信号到模拟信号的转换 2.2 FPGA硬件系统组成 2.3 FPGA最小系统简介 FPGA最小系统是可以使FPGA正常工作的最简单的系统。它的外 围电路尽量最少，只包括FPGA必要的控制电路。 　　一般所说的FPGA的最小系统主要包括：FPGA芯片、下载电路、外部时钟、复位电路和电源。如果需要使用NIOS II软嵌入式处理器还要包括：SDRAM和Flash。一般以上这些组件是FPGA最小系统的组成部分 2.4 FPGA外围电路设计 2.4.1 开关电路设计 功能分析：开关闭合时，输入信号‘0’。开关断开时，输入信号‘1’. 2.4.2 DAC0832电路设计 引脚特性： D7～D0：8位数据输入端 ILE：输入寄存器锁存允许信号 CS#：芯片选择信号 WR1#：输入寄存器写信号 XFER#：数据传送信号 WR2#：DAC寄存器写信号 VREF