基于FPGA三相正弦信号发生器的设计与实现.pdf

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1、《电气自动化~2014年第36卷第4期算机技术及其应用ComputerTechnoloqy＆Applications基于FPGA三相正弦信号发生器的设计与实现晏勇(阿坝师范高等专科学校物理与电子科学系，lalJII汶川623002)摘要：Alter公司CycloneII系列EP2C20Q240C8为核心处理器，设计基于LPM—ROM三相正弦信号发生器。通过读写LPM—ROM正弦波数据，QuartusII开发平台完成综合仿真配置，SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪实时捕获显示三相正弦信号，连接l0位串行D／A转换器TLC5615实现既定功能。关键词：EP2C20Q240C8；LPM—R

2、OM；三相正弦波；SignalTapⅡ；TLC5615DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2014．04．013[中图分类号]TP346[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)04—0038一O3DesignandRealizationofaFPGA——based3——phaseSinusoidalSignalGeneratorYANYong(DepartmentofPhysicalandElectronicScience，AbaTeache~JuniorCollege，WenchuanSichuan623002，China)Abstract：U

3、singAher'sCycloneIIseriesEP2C20Q240C8asthecoreprocessor，thispaperdesignsa3一phasesinusoidalsignalgeneratorbasedonLPMROM．ByreadingandwritingLPM——ROMsinusoidaldata，Quartus11developmentplatformcompletescomprehensivesimulationconfiguration．SignalTap1Iembeddedlogicanalyzerconductsreal—timecaptureanddi

4、splayofthe3一phasesinusoidalsignalandconnects10—-bitserialD／Aconve~erTLC5615toperformthedesignatedfunction．Keywords：EP2C20Q240C8；LPM—ROM；3一phasesinusoidalwave；SignalTapⅡ；TLC5615O引言FP频随着电子信息技术的发展，三相正弦信号发生器作为一种基G糍AA础测量仪器广泛应用于计算机、通信、电力电子等行业及相关实最r小成验室。传统模拟信号发生器硬件电路复杂繁琐，输出波形受使用系器统时间、硬件和环境因素影响大，输出信号频率和

5、幅度漂移大、稳定性差、精度低。本文根据实际需要设计了基于FPGA三相正弦信图1基于FPGA三相正弦波发生器系统框图号发生器，采用FPGA为核心控制器，用纯软件方法实现三相信2三相正弦波信号设计号，实践证明利用FPGA设计三相信号发生器体积小、可靠性高、2．1LPM精度高、漂移小、功耗低，具有很高的实用价值，可广泛用于实际—ROM宏功能模块制定LPM生产。—ROM宏功能模块制定分为ROM初始化和LPM—ROM宏功能模块调用及设定。ROM初始化是向ROM中写入三相正1系统总体设计与功能模块弦波一个周期采集数据点，ROM地址发生器通过寻址查找存储基于FPGA三相正弦波发生器由FPGA最小系统

6、、频率合成在ROM的正弦波数据信号。Quartus1I接受两种初始化文件器、地址发生器、LPM—ROM正弦波查找表、D／A转换器和滤波电MemoryInitializationFile(．mif)和Hexadecimal(．hex)格式，常用路等模块构成如图1。FPGA最小系统包含系统供电电路、系统mif格式⋯。Mif文件生成方法有直接编辑法、文件编辑法、编程基准时钟、JTAG配置端口、AS配置端口、EPCS4配置器件、USB—语言生成法和专用mif文件生成器，正弦波信号采集用直接编辑blaster等；LPM—ROM存储器存储正弦波数据；频率合成器由FP—法和编程语言生成法混合生成正弦

7、波mif文件。新建MemoryGA内部锁相环构成，实现系统时钟倍变频，在频率合成器输出时InitializationFile文件，设置采集数据宽度为10位，深度1024；将钟控制下产生LPM—ROM正弦波查找表地址，通过D／A转换与生成数据导入mif文件，完成mif文件制定』，C语言程序格式滤波电路还原正弦波信号。频率合成器输出时钟越高，地址发生如下：器产生地址频率越高，查找表寻址速度越快，输出正弦信号频率#include”stdio．h’’#