基于fpga的dds设计

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1、JIANGSUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY学院：电气信息工程学院专业：电子信息工程班级：11电子1姓名：华云鹏学号：11311108指导教师：朱雷、陈海忠设计时间：2014年2月17日~28日目录§1FPGA硬件系统设计1.1功能要求1.2FPGA硬件系统组成与外围电路设计1.3FPGA最小系统简介1.4外部电路设计1.4.1拨码开关电路设计1.4.2DAC0832电路设计1.5硬件电路调试及结果分析§2基于DDS技术的信号发生器设计2.1功能要求2.2整体设计2.3DDS技术的基本原理2.4程序设计2

2、.4.1分频模块程序及仿真2.4.2正弦波产生程序设计及仿真2.4.3锯齿产生程序设计及仿真2.4.4三角波产生程序设计及仿真2.4.5扫频2.4.6调幅调制产生程序设计及仿真2.4.7顶层程序设计及仿真§3设计分析与总结3.1故障分析3.2功能分析3.3设计总结及感想§4附录（1）硬件原理图（2）全部源程序FPGA硬件系统设计1.1功能要求•（1）可以通过拨码开关进行输入信号和控制信号的任意给定。•（2）同意通过D/A进行数模转换•（3）可以通过运放进行电流—电压转换•（4）最终可以输入程序中设定的波形1.2FPGA

3、硬件系统组成与外围电路设计(1)8位拨码开关S1,FPGA与8位排阻以及+3.3V电源组成外部电路1,用于给FPGA输入频率控制字；(2)8位拨码开关S4,FPGA与8位排阻以及+3.3V电源组成外部电路2,用于给FPGA输入相位控制字；(3)4位拨码开关S3,FPGA与4位排阻以及+3.3V电源组成外部电路3,用于给FPGA输入控制信号;从而控制输出何种波形；(4)FPGA与DAC0832组成外部电路4,起到数模转换的作用,将数字信号转换为模拟信号并且输出；(5)DAC0832与运放LM358组成外部电路5,起到电流

4、转电压的作用,因为DAC0832输出的是电流信号,所以需要用运放将其输出成电压信号。1.3FPGA最小系统简介FPGA框架结构由三部分组成：可编程输入/输出模块I/OB(I/OBlock)可配置逻辑模块CLB(ConfigurableLogicBlock)可编程内部连线PI(ProgrammableInterconnect)I/OB：位于芯片内部四周，主要由逻辑门、触发器和控制单元组成。在内部逻辑阵列与外部芯片封装引脚之间提供一个可编程接口。CLB：是FPGA的核心阵列，用于构造用户指定的逻辑功能，不同生产厂商的FPG

5、A器件其不同之处主要在核心阵列。每个CLB主要由查找表LUT（LookUpTable）、触发器、数据选择器和控制单元组成。PI：位于CLB之间，用于传递信息。编程后形成连线网络，提供CLB之间、CLB与I/OB之间的连线。FPGA器件种类多，选择一款性价比合理的FPGA芯片，涉及多个方面。由于FPGA器件发展日新月异，更多更新的器件应查阅各公司提供的器件数据手册。以Altear公司常用FPGA器件性能为例：该公司提供的FPGA有适用于低成本、大批量设计的ACEX1K、Cyclone等系列产品；也有适用于高端设计的APE

6、X20K、Stratix等系列产品。这些器件的逻辑结构、配置方式、资源等方面有所不同。1.4外部电路设计1.4.1拨码开关电路设计工作原理：拨码开关的一端通过电阻与3.3V电源相接，同时与FPGA的I/O口相接；另一端与地相接，当开关断开时I/O口输入为1，当开关闭合时I/O输入为0；通过控制开关的闭合与断开，来控制I/O的数字量。上拉电阻的计算：通过查数据手册可知I/O输入电流为24mA，电压为3.3V，通过计算可得UV3.3R137.5。即电阻大于137.5即可。IA24m1.4.2DAC0832电路设计

7、工作原理：本电路采用直通型，DAC0832不需要任何控制信号进行控制，输入数据即可进行数模转换，并且通过运放LM358进行电压到电流的转化。1.5硬件电路调试及结果分析（1）焊接完毕后，接线正确的情况下，并不能输出正确的正弦波波形，波形类似尖脉冲，经检验发现ADC0832的10脚未接地；（2）通电后，输出的正弦波出现底部失真，此时运放为5V供电，将运放改为12V供电后，失真消失；（3）拨码开关可以进行8位任意数字量的输入；（4）ADC0832可以将FPGA输出的数字信号转化为模拟信号并且输出。基于DDS技术的信号发

8、生器设计2.1功能要求•（1）具有产生正弦波、三角波、锯齿波3种周期性波形的功能。•（2）可以用开关进行三种波形之间的任意切换。•（3）具有波形存储功能。•（4）输出波形的频率范围为200Hz～50kHz。•（5）输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值）。•（6）具有扫频功能。•（7）可显示调幅调制的波形。2.2整体设计U1：此模块为