基于函数信号发生器

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1、基于函数信号发生器李翔宇摘要：：提出一种利用ＳＯＰＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ａ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｃｈｉｐ）技术及ＤＤＳ技术开发信号发生器的方法，只需用一片ＦＰＧＡ芯片加必要的外围电路就可以实现函数信号发生器的功能。所设计的信号发生器可以输出正弦波、三角波、矩形波３种波形，且矩形波的占空比可调。每种输出波形的频率最小值为１Ｈｚ，最小步进值为１Ｈｚ。关键词：ＦＰＧＡ；ＳＯＰＣ；ＤＤＳ；信号发生器1．引言作为一个信号发生器，处理器是必不可少的。传统的系统硬件结构中，通常采用单片机加系统功能模块来完成，且设计的顺序为先

2、把硬件设计好，在确保所有功能实现以后才能进行软件的设计，但硬件改动的同时也意味着软件也要做相应的调整，这显然降低了系统设计的效率。而Ａｌｔｅｒａ公司ＮＩＯＳ　ＩＩ软核概念的提出及ＳＯＰＣ的软硬件综合解决方案，彻底颠覆了传统的嵌入式系统的设计理念，从硬件和软件整体设计上将嵌入式系统设计进行了极大的推动。本设计以此为基础，并结合ＤＤＳ技术，在一片ＦＰＧＡ芯片上实现函数信号发生器的核心功能，并结合必要的外围器件，实现整体设计。2．系统结构系统结构框图见１，系统的核心功能在ＦＰＧＡ芯片上实现，所用的控制器为ＮＩＯＳⅡ处理器，其

3、所有的外围设备通过Ａｖａｌｏｎ总线连接到处理器上。系统程序的载体为Ｆｌａｓｈ　Ｍｅｍｏｒｙ，ＳＤＲＡＭ用于系统的堆栈区及临时数据的存放。显示部分为１２８×３２ＬＣ，通过ＰＩＯ来控制，相当于普通单片机的Ⅰ／Ｏ口。ＤＤＳ　ｉｎｔｅａｃｅ在ＮＩＯＳ　ＩＩ的控制下输出相应的频率字、相位字与波形选择字，用于产生特定的波形。3．系统设计直接数字频率合成器是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。ＤＤＳ的基本原理就是利用采样定理，通过相位幅度转换单元产生波形。ＤＤＳ模的内部结构如图２所示，主要由相位累加器、相位调制器、波形

4、选择模块以及ＲＯＭ查找表模块４部分组成。在时钟频率的控制下，频率字寄存器中的３２位频率控制字与相位累加器中的相位进行一累加，将累加结果的高８位送入相位调制模块中，在相位调制模块中与预设的８位相位字进行相加，得到输出波形的相位值，并与波形选择字相加最终得到１０位的ＲＯＭ地址值，在ＲＯＭ中查表最终得到数字量的波形幅度数据。在这里不同的频率控制字导致相位累加器的不同增量，从而使波形存储器输出的正弦波的频率不同。3．1频率的产生ＤＤＳ输出信号的频率与参考时钟频率及控制字之间的关系为：ｆ０＝Ｋ×ｆｃｌｋ２　Ｎ。其中：ｆ０为ＤＤＳ

5、输出信号频率；Ｋ为频率控制字；ｆｃｌｋ为参考时钟频率；Ｎ为相位累加器的位数。在本设计中，ＤＤＳ模块时钟频率为８０ＭＨｚ，输出波形的频率为：ｆ０＝Ｋ×８０　０００　０００２３２＝０．０１８　６　ＫＨｚ。输出频率最小值为０．０１８　６２６　４５Ｈｚ，步进为０．０１８　６２６　４５Ｈｚ。霸、在虚拟的世界中化身为不同性格特征的人而获得网友的爱情。在网络世界无拘无束的情感放纵、言语毫无顾忌的自由表露而得到网友的认同。这一切都极大地满足了他们的自尊心，体验到了自己的价值和成功。网络使他们在虚拟世界中获得了在现实生活中难以获得的成就

6、感，这种满足感又使他们对网络更加依赖，并有了更多的期待。3.渴望人际交流近一半的学生上网时首先打开的是QQ，网络为我们创造了一个虚拟的新世界，在这个新世界里，每一名成员可以超越时空的制约，十分方便地与相识或不相识的人进行联系和交流，讨论共同感兴趣的话题。由于网络交流的“虚拟”性，避免了人们直面交流时的摩擦与伤害，从而为人们情感需求的满足和信息获取提供了崭新的交流场所，实现交流、交友的自由化。现在的大学生以独生子女为多，在家庭中比较孤独，从心理角度而言是最渴望能与人交流与交往的。现实生活中的交往可能会给他们特别是内向性格

7、的人带来压力，网络给了他们一个新的交往空间和相对宽松、平等的环境，这使他们上网的一项重要活动之一就是聊天，并且通过网络获得新朋友。4.自律性较差大学生正处于心理上的过渡时期，他们对外界事物的认识和行为常常不能协调一致，知行难以统一，表现出意志力薄弱、自律性较差的特点。加之，在以往的学习生活中，他们已经习惯于家长和老师的安排和监督，失去了拐棍也少了他人的提醒，自主自控的能力没得到应有的锻炼和提高，有时明明知道有些事是不对的，但是经不住诱惑还是要去做。这使部分学生难于控制自己的上网时间。因此就显示出自律性差的特点。（二）教

8、育对策由于大学生上网的普遍性，因此在高校中也应该采取相应的措施和策略，从而能达到使高校大学生绿色上网，健康上网的目的。1.开发学校的网络资源共享，为大学生提供绿色的网络资源在互联网如此发达的时代，网络已经渗透到社会生活的方方面面，给人们的工作、学习、生活带来了前所未有的影响。对于当代大学生而言，充分、合理地运用网络可以为自身的成长