基于FPGA的多功能信号发生器设计.doc

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  • 更新时间:2016-11-24
  • 论文字数:17202
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摘要:基于FPGA的信号发生器,可以产生10hz~10khz的方波,三角波和正弦波。通过ROM存储产生波形所需要的数值,再通过数模转换将在存储区内数据转化为连续波形,并在LCD1602模块上显示。

论文介绍了基于FPGA平台的数字信号发生器的设计流程、思路和实现方法。论文详细阐述了多功能信号发生器的软件设计和硬件设计。系统主要软件模块有:接口模块、分频模块、ROM存储模块、DDS波形产生模块、D/A转换驱动模块和显示驱动模块;硬件部分包括数模转换电路、波形选择电路、显示电路。本设计利用Verilog语言工具编写程序,使用软件自带的综合器综合各个模块的功能,最后对所设计的系统进行仿真。论文还给出了系统调试步骤和调试结果,详细地总结了设计过程中的遇到的问题。

本次设计实现了基于FPGA平台信号发生器的功能,经软件和硬件的调试,设计结果良好。

 

关键词:FPGA ;DDS技术语;LCD1602显示

 

目录

摘要

ABSTRACT

1 引言-1

1.1 设计背景及任务-1

1.2 论文安排-1

2 背景知识介绍-2

2.1 FPGA介绍-2

2.1.1 FPGA特点-2

2.1.2 FPGA基本结构-2

2.2 FPGA设计流程-4

2.2.1 总体划分-4

2.2.2 设计输入-4

2.2.3 综合-4

2.2.4 仿真和板级调试-5

2.3 Verilog HDL硬件描述语言简介-6

2.3.1 Verilog HDL历史-6

2.3.2 Verilog HDL与VHDL比较-6

2.3.3 Verilog HDL目前应用情况以及适合应用-7

2.4 采用Verilog HDL设计流程-7

2.4.1 速度域面积互换原则-7

2.4.2 模块化设计-8

2.4.3 自顶向下设计理念-8

2.5 采用Verilog HDL设计优点-9

2.4.1 传统设计方法-10

2.4.2 Verilog设计与传统设计方法比较-10

2.4.3 Verilog软核重用-10

2.6 直接数字频率合成技术(DDS)相关知识-11

2.6.1 DDS技术基本原理-11

2.6.2 DDS优点-12

3 系统软件设计-14

3.1 系统软件模块设计-14

3.1.1 DDS波形生成模块-14

3.1.2 ROM存储模块-17

3.1.3 分频模块-19

3.1.4 D/A转换驱动模块-20

3.1.5 显示驱动模块-21

3.1.6 接口模块-23

3.2 系统总体设计-24

4 系统硬件设计-25

4.1 FPGA开发板介绍-25

4.2 波形选择电路设计-25

4.3 数模转换电路设计-26

4.3.1 DAC0832电路设计-26

4.3.2 滤波电路设计-27

4.4 显示电路设计-28

4.4.1 LCD1602介绍-28

4.4.2 LCD显示电路设计-29

5 设计实现和调试-30

5.1 Quartus II介绍-30

5.2 Quartus使用以及程序下载-30

5.3 调试中遇到的问题及解决方案-32

6 总结-34

7 致谢-35

参考文献-35

附录-36


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