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《FPGAFSK調(diào)制波形產(chǎn)生器仿真附設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于FPGA的FSK調(diào)制波形產(chǎn)生器仿真及設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜UARTUSII的使用方法，學(xué)習(xí)VHDL編程方法、FPGA硬件資源的使用及控制以及D/A轉(zhuǎn)換器件的應(yīng)用，進(jìn)一步將數(shù)字電路、模擬電路、EDA技術(shù)等課程的理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用。綜合運(yùn)用編解碼技術(shù)、FSK調(diào)制解調(diào)、DDS正弦載波合成技術(shù)及VHDL編程仿真技術(shù)等，完成基于FPGA的FSK調(diào)制波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。二實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備：GW48-CKEDA開發(fā)系統(tǒng)、PC機(jī)、20MHz示波器等三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求（具體內(nèi)容祥見附錄）：1、設(shè)計(jì)基于FPGA的FSK調(diào)制波形產(chǎn)生器的硬件原理
2、圖；（提示：應(yīng)包含輸入按鍵、FPGA芯片、D/A、濾波器、LED數(shù)碼顯示等）2、EDA工具采用QUARTUSII；3、FPGA芯片：EPD1K30T144-3;4、D/A芯片：DA0832（8bit）;5、輸出信號(hào)波形：FSK調(diào)制信號(hào)，其中正弦載波f1=625Hz表示“1”；正弦載波f2=125Hz表示“0”。6、輸出數(shù)據(jù)內(nèi)容：7+學(xué)號(hào)后三位（共4位，每位都用BCD碼表示，位間用1bit的低電平表示）。7、輸出信號(hào)幅度：5V,9V可用按鍵控制切換；8、輸出信號(hào)碼率：24bit/s；24bit/S-96bit/s可調(diào)（8bit步進(jìn)
3、，選作）9、要求在QUARTUSII上完成FSK調(diào)制波形產(chǎn)生器設(shè)計(jì)，包括各模塊輸出仿真波形和資源利用情況，最后在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上用示波器測試波形。FPGA芯片配置說明本次信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)采用VHDL語言設(shè)計(jì)并通過QUARTUSII軟件編譯、仿真完成后，需將生成的配制文件下載到EDA實(shí)驗(yàn)箱中測試輸出波形。有關(guān)配制情況說明如下：1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：GW48系列EDA/SOC實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)2FPGA芯片型號(hào)：AlteraEP1K30TC144-33芯片管腳分配：(實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆O(shè)置:5)信號(hào)名稱(參考)EP1K30TC144---引腳信號(hào)含義實(shí)驗(yàn)箱中接口CL
4、K126時(shí)鐘RESET19復(fù)位鍵8SEL08狀態(tài)選擇0鍵1SEL19狀態(tài)選擇1鍵2SEL210狀態(tài)選擇2鍵3DO041數(shù)據(jù)輸出位0D/A-D0DO142數(shù)據(jù)輸出位1D/A-D1DO265數(shù)據(jù)輸出位2D/A-D2DO367數(shù)據(jù)輸出位3D/A-D3DO468數(shù)據(jù)輸出位4D/A-D4DO569數(shù)據(jù)輸出位5D/A-D5DO670數(shù)據(jù)輸出位6D/A-D6DO772數(shù)據(jù)輸出位7D/A-D7四實(shí)驗(yàn)原理：簡介：系統(tǒng)以FPGA為核心,輔以必要的模擬電路,構(gòu)成了兩路基于DDS技術(shù)的正弦信號(hào)發(fā)生器。其主要模塊有正弦波生成、幅度控制、D/A轉(zhuǎn)換和后級(jí)處
5、理等功能。同時(shí)通過VHDL語言編程在FPGA上實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)的產(chǎn)生、BCD編碼、同步編碼，然后送入FSK調(diào)制模塊進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后一方面通過QUARTUSII軟件仿真，驗(yàn)證其正確性，同時(shí)送出到FPGA片外進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換處理，再采用低通濾波器和功率放大電路來提高波形質(zhì)量和負(fù)載能力,最終得到所要求的FSK調(diào)制信號(hào)。FPGA調(diào)制解調(diào)器FSK(Frequeney-ShiftKeying，頻移鍵控)是用不同頻率的載波來傳送數(shù)字信號(hào)。FSK信號(hào)具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在只常生活和工業(yè)控制中被廣泛采用。例如CID(CallingIde
6、ntityDelivery)來電顯示，低速的Modem，鐵路系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的載波通信中也廣泛使用他來傳送各種控制信息。以往的FSK調(diào)制解調(diào)器采用“集成電路+連線”方式設(shè)計(jì)，集成塊多、連線復(fù)雜且體積較大。本文基于FPGA芯片，采用VHDL語言，利用層次化、模塊化設(shè)計(jì)方法，提出了一種FSK調(diào)制解調(diào)器的實(shí)現(xiàn)方法。1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖本文設(shè)計(jì)的FSK調(diào)制解調(diào)器采用了ALTERA公司的EP1C3T144C8芯片，系統(tǒng)主時(shí)鐘頻率為20MHz(芯片外部有源晶振)，“0”，“1”數(shù)字信號(hào)由偽隨機(jī)信號(hào)(m序列)發(fā)生器產(chǎn)生。為完成FSK調(diào)制器和解調(diào)器
7、的發(fā)送與接收，由FPGA芯片完成的系統(tǒng)整體邏輯功能框圖如圖1所示。2系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1偽隨機(jī)序列的產(chǎn)生最大長度線性移位寄存器序列(m序列)是數(shù)字通信中非常重要的、應(yīng)用十分廣泛的一種偽隨機(jī)序列。由于他具有隨機(jī)性、規(guī)律性及較好的自相關(guān)性和互相關(guān)性，而且要求設(shè)備簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低的特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用m序列作為數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行程序調(diào)試。m序列是由帶線性反饋的移位寄存器產(chǎn)生的周期最長的一種二進(jìn)制序列。線性反饋移位寄存器的一般結(jié)構(gòu)如圖2所示。他是由n級(jí)移位寄存器，若干模二加法器組成線性反饋邏輯網(wǎng)絡(luò)和時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器連接而成。由于帶有
8、反饋，因此在移位脈沖作用下，移位寄存器各級(jí)的狀態(tài)將不斷變化，通常將移位寄存器的最后一級(jí)作為輸出，由此所產(chǎn)生的輸出序列為：{ak}=a0a1…ak-1。輸出序列是一個(gè)周期序列，其特性由移位寄存器的級(jí)數(shù)、初始狀態(tài)、反饋邏輯及時(shí)鐘頻率(決定著輸出碼元的寬度)所決定。當(dāng)
