基于fpga信號(hào)發(fā)生器

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1、-JIANGSUUNIVERSITYOFTECHNOLOGYFPGA技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告基于FPGA的DDS技術(shù)的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)學(xué)院：電信學(xué)院專業(yè)：電子信息工程班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師：朱雷、陳海忠設(shè)計(jì)時(shí)間:__2014年2月16日——2014年2月28日.---目錄1．基于FPGA的DDS信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)選題背景2FPGA硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1功能要求2.2FPGA硬件系統(tǒng)組成2.3FPGA最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介2.4FPGA外圍電路設(shè)計(jì)2.4.1開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)2.4.2DAC0832電路設(shè)計(jì)2.4.3LM358電路設(shè)計(jì)2.5硬件電路調(diào)試及結(jié)果分析3基于D

2、DS技術(shù)的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)3.1功能要求3.2整體設(shè)計(jì)3.3DDS技術(shù)的基本原理3.3.1累加器3.3.2波形存儲(chǔ)器3.4程序設(shè)計(jì)3.4.1方波產(chǎn)生程序設(shè)計(jì)及仿真3.4.2三角波產(chǎn)生程序設(shè)計(jì)及仿真.---3.4.3正弦波產(chǎn)生程序設(shè)計(jì)及仿真3.4.4鋸齒波產(chǎn)生程序設(shè)計(jì)及仿真3.4.5AM及DSB產(chǎn)生程序設(shè)計(jì)及仿真3.4.6頂層程序設(shè)計(jì)及仿真(1)程序的功能(2)結(jié)構(gòu)圖或?qū)嶓w圖(3)VHDL程序及注釋(4)仿真波形及分析4設(shè)計(jì)分析與總結(jié)4.1故障分析設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的故障分析4.2功能分析4.3設(shè)計(jì)總結(jié)及感想5參考文獻(xiàn)6附錄（1）硬件原理圖

3、（2）程序模塊.---1基于FPGA的DDS信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)選題背景1.1系統(tǒng)背景現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列FPGA，與PAL、GAL器件相比，他的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)時(shí)地對(duì)外加或內(nèi)置得RAM或PROM編程，實(shí)施地改變迄今功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)可編程(基于EPROM型)或在線重配置（基于RAM型）。是科學(xué)試驗(yàn)、演技研制、小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的最佳選擇其間。自上世紀(jì)70年代單片機(jī)問(wèn)世以來(lái)，它以其體積小、控制功能齊全、價(jià)格低廉等特點(diǎn)贏得了廣泛的好評(píng)與應(yīng)用。由單片機(jī)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有有體積小、功耗低控制功能強(qiáng)的特點(diǎn)，它用利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，還有助與提高儀

4、表的精度和準(zhǔn)確度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減小體積與重量，便于攜帶與使用，降低成本，增強(qiáng)抗干擾能力，便于增加顯示、報(bào)警和診斷功能。因而許多現(xiàn)代儀器儀表都用到了單片機(jī)。1.2選題目的及其意義信號(hào)發(fā)生器它最原始的功能是能夠產(chǎn)生多種波形，比如說(shuō)它可以產(chǎn)生方波、三角波、正弦波、鋸齒波等等。但隨著科技的發(fā)展，它的功能也得到了增強(qiáng)，成為最普通、最基本的，也是應(yīng)用最廣泛的電子儀器之一，幾乎所有的電參量的測(cè)量都需要用到多功能信號(hào)發(fā)生器。不論是在生產(chǎn)還是在科研與教學(xué)上，多功能信號(hào)源發(fā)生器都是電子工程師信號(hào)仿真實(shí)驗(yàn)的最佳工具。它除此之外還有許多的用途，它已經(jīng)被廣泛地

5、應(yīng)用于工業(yè)、教學(xué)、醫(yī)學(xué)，科學(xué)研究等領(lǐng)域。目前大部分信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)是以微控制器為核心進(jìn)行的，它與純硬件設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器相比，具有高精度、高可靠性、操作方便、價(jià)格便宜、智能化等特點(diǎn)，是智能化儀器的一個(gè)發(fā)展方向，具有一定的實(shí)用價(jià)值.---2.FPGA硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1功能要求2.1.1實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的的輸入2.1.2實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換2.2FPGA硬件系統(tǒng)組成FPGA最小系統(tǒng)外圍電路2.3FPGA最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介.---FPGA最小系統(tǒng)是可以使FPGA正常工作的最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。它的外圍電路盡量最少，只包括FPGA必要的控制電路?！　∫?/p>

6、般所說(shuō)的FPGA的最小系統(tǒng)主要包括：FPGA芯片、下載電路、外部時(shí)鐘、復(fù)位電路和電源。如果需要使用NIOSII軟嵌入式處理器還要包括：SDRAM和Flash。一般以上這些組件是FPGA最小系統(tǒng)的組成部分2.4FPGA外圍電路設(shè)計(jì)FPGA按鍵控制D/A轉(zhuǎn)換器顯示器FPGA 芯片2.4.1開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì).---功能分析：開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，輸入信號(hào)‘0’。開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，輸入信號(hào)‘1’.8 位 輸 入 寄存 器8 位 D/A 寄存 器8 位 D/A 轉(zhuǎn) 換 器&&&D7~ D0ILECSWR1WR2XFERVREFIOUT2IOUT1RfbAGNDV

7、CCDGNDLE1LE12.4.2DAC0832電路設(shè)計(jì)CS1D07WR12D16D34D25AGND3DGND10RFB9VREF820VCC14D619ILE15D517XFER16D418WR211IOUT112IOUT213D7DAC 0832引腳特性：D7～D0：8位數(shù)據(jù)輸入端ILE：輸入寄存器鎖存允許信號(hào)CS#：芯片選擇信號(hào)WR1#：輸入寄存器寫(xiě)信號(hào)XFER#：數(shù)據(jù)傳送信號(hào)WR2#：DAC寄存器寫(xiě)信號(hào)VREF：基準(zhǔn)電壓，-10V～+10VRfb：反饋信號(hào)輸入端IOUT1:電流輸出1端IOUT2:電流輸出2端VCC：電源A

8、GND：模擬地DGND：數(shù)字地.---FPGA與DAC0832接口電路原理圖5硬件電路調(diào)試及結(jié)果分析2.4.3LM358電路設(shè)計(jì)LM358引腳圖LM358連接圖GNDGND.---2.5硬件電路調(diào)試及結(jié)果分析電路設(shè)計(jì)，是在參考資料和老