基于fpga的多功能波形发生器

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1、中北大学2012届毕业设计说明书毕业设计说明书基于FPGA多功能波形发生器的设计0805074411郭枫学生姓名：学号：____________通信工程信息与通信工程学院学院：________________________________李沅专业：________________________________指导教师：________________________________2012年6月第2页共45页中北大学2012届毕业设计说明书基于FPGA的多功能波形发生器的设计摘要数字信号发生器是数字信号处理中不可缺少的调试设备，在生产生活中的应用非常广泛。

2、本文所设计的内容就是基于FPGA实现数字信号发生器的设计，FPGA具有密度高，功耗低，体积小，可靠性高等特点，设计时可以不必过多考虑具体硬件连接；本设计中应用VHDL硬件描述语言进行描述，使该数字信号发生器可以产生正弦波、方波、三角波、三个独立的波形，并能对所产生的三种波形的频率和幅度进行调节。关键词：直接数字频率合成；数字波形发生器；FPGA；DDS；VHDL第2页共45页中北大学2012届毕业设计说明书DesignOfFPGA-basedDigitalSignalGeneratorAbstractDigitalsignaltransmitterasates

3、tfacilityisanimportantpartofinformationprocessingsystem.Intheproductionofawiderangeofapplicationoflife.ThiscontentisdesignedbyAltera,basedonFPGAdesignofdigitalsignalgenerator,FPGAhasahighdensity,lowpowerconsumption,smallsize,highreliability,cannothavetoomuchtoconsiderwherdesigningsp

4、ecifichardwareconnection;thedesignoftheapplicationofVHDLhardwaredescriptionlanguagetodescribe,sothatthedigitalsignalgeneratorcanproducesine,square,triangle,sawtoothwaveformsofthreeindependent,andisabletoproducefourwaveformsbythefrequencyandamplitudeadjustment.Keywords：DirectDigitalF

5、requencySynthesis；DigitalWaveformGenerator;FPGA;DDS;VHDL第2页共45页中北大学2012届毕业设计说明书目录1.绪论11.1背景与意义11.2国内外发展现状12.设计简介12.1DDS技术12.2FPGA简介22.3VHDL简介42.4QuartusⅡ简介63.系统硬件电路设计83.1数字信号发生器的系统组成83.2设计原理及要求83.3输入部分93.3.1频率、幅值和波形转换部分93.3.2系统时钟电路113.3.3电源电路的设计113.4FPGA部分123.5D/A转换部分133.5.1DAC0832转

6、换器简介143.6滤波电路154.系统软件设计164.1软件系统流程图164.2主要函数语句分析164.3数字信号发生器的软件设计184.4软件各模块194.4.1波形发生器194.4.2主控制模块204.4.3波形数据产生模块20第II页共II页中北大学2012届毕业设计说明书4.4.4波形产生模块235.设计总结25附录26参考文献356.致谢辞36第II页共II页中北大学2012届毕业设计说明书1绪论1.1背景与意义在电子技术领域，常常需要波形、频率、幅度都可调的电信号，用于产生这种电信号的电子仪器称作信号发生器。信号发生器是一种常用的信号源，广泛运用于

7、科学研究、生产实践和教学试验等领域。特别是在通信系统的科研实验中，常常需要用到不同频率和幅度的信号，如正弦波、三角波、方波和锯齿波等。作为一种为电子测量和计量提供电信号的设备，它和万用表、示波器、频率计等仪器一样，是最普通、最基本，也是运用最广泛的电子仪器之一，几乎所有电参量的测量都需要用到信号发生器。传统的波形发生器多采用模拟分立元件实现，产生的波形种类要受到电路硬件的限制，体积大、灵活性和稳定性也相对较差。近年来，以数字技术为基础的数字信号发生器得到了飞速的发展，性能指标都达到了一个新的水平。现场可编程门阵列器件具有容量大、运算速度快、现场可编程等优点，使

8、得许多复杂的电路有了新的实现途径，越来