基于FPGA直接数字频率合成器设计.docVIP

JANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FPGA技术实验报告 基于FPGA的直接数字频率合成器设计 学 院： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 戴霞娟、陈海忠 时 间: 2015.9.24 目 录 TOC \o 1-3 \h \u HYPERLINK \l _Toc16200 绪论 PAGEREF _Toc16200 1 HYPERLINK \l _Toc4135 一、背景与意义 2 HYPERLINK \l _Toc2364 二、设计要求与整体设计 2 HYPERLINK \l _Toc12950 2.1 设计要求 2 HYPERLINK \l _Toc12714 2.2 数字信号发生器的系统组成 3 HYPERLINK \l _Toc22579 2.3 DDS技术 3 HYPERLINK \l _Toc5242 三、硬件电路设计及原理分析 4 HYPERLINK \l _Toc18995 3.1 硬件电路设计图 4 HYPERLINK \l _Toc19257 3.2 设计原理 5 HYPERLINK \l _Toc12873 四、程序模块设计、仿真结果及分析 5 HYPERLINK \l _Toc6659 4.1顶层模块设计 6 HYPERLINK \l _Toc23188 4.2分频模块设计 6 HYPERLINK \l _Toc27411 4.3时钟模块设计 11 HYPERLINK \l _Toc22194 4.4数据选择模块设计 12 4.5正弦波产生模块 HYPERLINK \l _Toc10645 设计 PAGEREF _Toc10645 13 HYPERLINK \l _Toc21655 4.6三角波产生模块设计 15 HYPERLINK \l _Toc21655 4.7方波产生模块设计 PAGEREF _Toc21655 17 HYPERLINK \l _Toc21655 4.8锯齿波模块设计 18 HYPERLINK \l _Toc8530 五、软硬件调试 21 HYPERLINK \l _Toc3229 5.1正弦波 22 HYPERLINK \l _Toc21655 5.2锯齿波 22 HYPERLINK \l _Toc21655 5.3方波 23 HYPERLINK \l _Toc21655 5.4三角 23 HYPERLINK \l _Toc21655 六、调试结果说明及故障分析 24 HYPERLINK \l _Toc21655 七、心得体会 24 HYPERLINK \l _Toc21655 八、参考文献 25 HYPERLINK \l _Toc21655 九、附录 25 绪论 直接数字频率合成技术(DirectDigitalFrequencySynthesi，即DDFS一般简称DDS)是从相位直接合成所需波形的一种新的频率合成技术。近年来,直接数字频率合成器由于其具有频率分辨率高、频率变换速度快、相位可连续变化等特点,在数字通信系统中已被广泛采用。随着微电子技术的发展,现场可编程门阵列( FPGA)器件得到了飞速发展。由于该器件具有速度快、集成度高和现场可编程的优点,因而在数字处理中得到广泛应用,越来越得到硬件电路设计工程师的青睐。 一、背景与意义 信号发生器是一种常用的信号源，广泛运用于科学研究、生产实践和教学试验等领域。特别是在通信系统的科研实验中，常常需要用到不同频率和幅度的信号，如正弦波、三角波、方波和锯齿波等。作为一种为电子测量和计量提供电信号的设备，它和万用表、示波器、频率计等仪器一样，是最普通、最基本，也是运用最广泛的电子仪器之一，几乎所有电参量的测量都需要用到信号发生器。 凡是能产生测试信号的仪器，统称为信号源，也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。 本课题的主要研究内容是参考直接数字频率合成原理（DDS）技术[6]，利用Quartus II9.0软件作为平台，VHDL语言作为开发语言，基于FPGA配合相应外围电路实现一个数