基于FPGA的信号源设计

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1、摘要摘要信号源是能够产生所需要测试信号的仪器，在测试系统中起着非常重要的作用。所设计的信号源能够产生正弦波、锯齿波、三角波等基本波形和任意波形两类信号，同时可以为被测测电路提供电源支持，可以有效的帮助实验者完成多种情况的测试。虚拟仪器(VirtualInstrument)就是以计算机硬件为核心平台，由用户自己定义设计，具有虚拟面板和测试功能的一种计算机仪器系统。它把计算机的显示器作为仪器的前面板，充分利用了计算机强大的数据处理分析功能。提高了仪器的性能，降低了成本，缩短了产品的研发周期。本文首先介绍了虚拟仪

2、器的基本概念和它相对于传统仪器的主要优点，重点介绍了基于LabVlEW平台的虚拟仪器软件开发方法和实现技术，并利用该语言和FPGA实现了一个功能比较强大的测试用信号源。本课题所实现的系统主要由：上位机程序部分、上位机到FPGA以及各个12C总线上器件的通信部分、FPGA内部各个模块之间的通信部分、FPGA内部信号发生器部分、电源设计部分等组成，采用了USB通信方式完成各模块间的通信。上位机程序采用常用的虚拟仪器设计软件一一LabVIEw完成，USB通信采用CYPRESS公司的CY7C68013A芯片，完成了

3、固件程序以及驱动程序的设计，并通过了基于Altera公司的EP2C20芯片开发板进行了信号发生器模块程序的测试，给出了信号发生器其它模块的仿真结果。关键词：直接数字频率合成，通用串行总线，虚拟仪器，12C总线ABSTRACTABSTRACTThesignalsourcesystemisonekindinstrumentwhichcangenerateseveralkindsofsignalsandplayailimportantroleinthemeasurementfield．Thesignalsourc

4、esystemdesignedcangeneratearbitrarywaveformandbasicwaveforms，suchassinewave，sawtoothwaveandtrianglewave．Besides，itcan‘providethepowerforthemeasuredcircuitandmakeiteasyfortheexperimenterstofinishtheirwork．VirtualInstrumentisonekindinstrumentsystem，whichison

5、thebasisofcomputerhardwareanddesignedbytheuser．Itcontainsthevirtualpanelandtestfunction．Itusesthecomputermonitorasthefi'ontpaneloftheinstrumentandmakesfulluseofcomputer’Spowerfuldataanalysisability．Itimprovestheequipmentperformance，reducesthecostsandshorte

6、nsthedesignperiod．First，thisthesisintroducesthebasicconceptofvirtualinstrumentandthechiefadvantagescomparedwithtraditionalmeasuresystem．ThenitintroducesvirtualinstrumentsoftwaredevelopmentmethodandimplementationtechniquebasedonLabVIEWplatformareemphaticall

7、ydemonstrated．AhighpreformancesignalSOurCesystemfortestisdesignedusingtheLabVIEWandFPGA。Thesystemdesignedincludesthefollowingseveralparts，upperprogram，thecommunicationbetweentheupperandthesubmodules(suchastheFPGAandthe12Cslaves)，thecommunicationinsidetheFP

8、GA，signalgeneratorandthepower．ThecommunicationamongthesubmodulesisrealizedbymeansofUSB．TheupperisdesignedwithLabVIEW．ThecommunicationisdevelopedwithUSBchipCY7C68013A．ThisthesisfinishedthedesignofEZ—USBFirmwar