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1、哈尔滨理工大学学士学位论文- I -基于 FPGA 的多波形信号发生器摘要在信号发生器的设计中，传统的用分立元件或通用数字电路元件设计电子线路的方法设计周期长，花费大，可移植性差。本设计是利用 EDA 技术设计的电路, 该信号发生器输出信号的频率范围为 20Hz20KHz，幅度的峰-峰值为0.3V5V 两路信号之间可实现 0359的相位差。侧重叙述了用 FPGA 来完成直接数字频率合成器(DDS) 的设计，DDS 由相位累加器和正弦 ROM 查找表两个功能块组成，其中 ROM 查找表由兆功能模块LPM_ROM 来实现。而通过设定不同的累加器初值(K1)和初始相位值(K2)，可以调节两路相同频率
2、正弦信号之间的相位差,从而产生两路数字式的频率、相位和幅值可调的正弦波信号，最后通过 MAX+plusII 演示仿真结果。与传统的频率合成方法相比，DDS 合成信号具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续等诸多优点。使用单片机灵活的控制能力与 FPGA 器件的高性能、高集成度相结合，可以克服传统 DDS 设计中的不足，从而设计开发出性能优良的 DDS 系统。关键词：单片机；可编程逻辑门阵列；正弦信号发生器；硬件描述语言 哈尔滨理工大学学士学位论文- II -FPGA-based multi-wave signal generatorAbstractIn the design of the
3、 signal generator, the traditional separation components or with general digital circuit components of electronic circuit design method design cycle is long and costly, portability poor. This design is using EDA technology design of the circuit, this signal generator output signal frequency range fo
4、r 20 Hz ac 20 KHz, the amplitude of the peak peak of 0.3 V-5 V two road between 0 signal can be realized 359 of the phase difference. Focusing on the FPGA to complete with narrative direct digital frequency synthesizer (DDS) design, by phase accumulators DDS and sine ROM look-up table two function b
5、locks, one of ROM look-up table by signs LPM_ROM function module to realize. And through the setting of the initial value different accumulator (K1) and initial phase value (K2), can adjust the two road the same frequency sine signal of the phase difference between two road, which causes the digital
6、 frequency, phase and amplitude adjustable sine signals, finally through the MAX + plusII demo simulation results. And the traditional synthesis methods of frequency, compared with frequency signal DDS synthesis switch time is short, the high frequency resolution and phase change continuous, and man
7、y other advantages. Use of flexible control ability and chip the FPGA device of high performance, high level of integration, and the combination of can overcome the shortcomings of traditional design DDS to design, develop the good performance of DDS system. Keywords: MCU; FPGA; ROM sine wave genera
8、tor; VHDL哈尔滨理工大学学士学位论文-目录摘要 .IAbstract .II第 1 章 绪论 .11.1 多波形信号发生器的背景 .11.2 多波形信号发生器国内外研究概况 .21.3 本文的主要研究工作 .3第 2 章 系统的设计方案 .42.1 系统的性能要求 .42.2 系统实现的原理 .42.2.1 DDS 的基本原理 .52.2.2 FPGA 实现的直接数字频率合成器 .62.2.3 移相原理 .62.3 系统实现方案分析与比较 .72.3.1 频率合成器方案 .72.3.2 移相方案 .92.3.3 存储器方案 .102.3.4 存储器寻址方案 .112.4 本章小结 .11第 3 章 总体设计 .123.1 FPGA 设计 DDS 电路的具体实现 .123.1.1 相位累加器部分 .123.1.2 相位/幅度转换电路 .123.1.3 波形表生成 .133.1.4 D/A 转换电路 .133.1.5 系统控制电路 .133.2 单片机与 FPGA 的接口设计 .133.3 现场可编程逻辑器件（FPGA）的选择 .163.4 其他电路设计 .
