基于CPLD和单片机的多功能信号发生器

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1、摘要随着科技的发展，对信号发生器的各方面要求越来越高。传统的信号发生器由于波形精度低，频率稳定性差等特点，已经不能满足许多实际应用的需要。而且市场上出售的多功能信号发生器价格昂贵，为了适应实际的需要，设计一种多功能信号发生器。本文介绍了一种基于EDA（电子设计自动化）技术的多功能信号发生器，它采用CPLD（复杂可编程逻辑器件）与单片机结合的方法，可以产生递增锯齿波、递减锯齿波、三角波、阶梯波、方波、正弦波共6种波形。它运用DDS（直接数字频率合成技术）技术的基本工作原理，通过QuartusII9.0软件和VHDL语言编程，由CPLD控制数据输出，经数模转化器转换成相应的模拟信号。整个信号

2、发生器以单片机（STC89C52RC）为控制中心，主要由电源模块、按键电路模块、液晶显示模块、调幅模块、波形生成模块、滤波模块等组成。另外为了更好的完成本次毕设，本次设计CPLD选用Altera公司的EPM240CT100C5。关键词：多功能信号发生器；EDA；复杂可编程逻辑器件；DDS；VHDL81AbstractWiththedevelopmentoftechnology,signalgeneratorhavebecomeincreasinglydemandinginallaspects.Traditionalsignalgeneratorscannotmeettheneedsofm

3、anypracticalapplicationsbecauseoflowprecisionwaveform,frequencystabilitycharacteristicsofpoorandhighpriceinthemarket.Accordingtothereallydemands,wedesignamulti-functionsignalgenerator.Inthispaper,weintroduceamulti-functionsignalgeneratorbasedonEDA(ElectronicDesignAutomation)technology.Itusestheme

4、thodofcombiningCPLD(ComplexProgrammableLogicDevices)andSCMwhichcangenerateincrementalrampwave,decreasingsawtoothwave,trianglewave,ladderwave,squarewave,sinewave.ItusesthebasicworkingprincipleofDDS(DirectDigitalFrequencySynthesis)technology,throughtheQuartusII9.0softwareandtheVHDLprogramminglangua

5、ge,andtheCPLDcontroldataoutputbythedigital-analogconverterwhichconvertsthecorrespondinganalogsignal.TheSCM(STC89C52RC)isthecontrolcenterofthesignalgeneratorwhichiscomposedofpowersupplymodule,thekeycircuitmodule,LCDmodule,theAMmodule,thewaveformgeneratingmodule,filtermoduleandothercomponents.Inadd

6、itiontobettercompletionofthiscompleteset,thisdesignusesAlteraCorporationEPM240CT100C5.Keywords：signalgenerator；EDA；CPLD；DDS；VHDL81目录摘要IABSTRACTII目录III1绪论11.1研究课题的目的及意义11.2国内外现状11.3本设计的目标22信号发生器设计方案32.1传统的信号发生器设计方案32.2基于微处理器和数字/模拟转换器的设计方案32.3直接数字频率合成技术52.4DDS方案选择53CPLD及开发语言简介93.1CPLD简介93.2开发语言和开发环

7、境的选择103.2.1VHDL语言简介103.2.2VerilogHDL语言简介113.2.3开发语言及开发环境的选择123.2.4VHDL语言与C语言的联系与区别123.3编程及开发环境之我见144多功能信号发生器硬件电路设计174.1整体电路设计分析174.2单片机最小系统设计174.2.1单片机选型174.2.2STC89C52RC单片机简介18814.2.3单片机最小系统194.3按键电路设计204.4显示电路设计214.5