毕业设计(论文)-基于FPGA的函数信号发生器的设计与实现
基于FPGA函数信号发生器的设计与实现(arm_verilog_dds)
硕士学位论文
基于FPGA函数信号发生器的设计与实现
姓名:黄振华
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:李正明
20090606
基于FPGA函数信号发生器的设计与实现
作者:黄振华
学位授予单位:江苏大学
1.学位论文于鸿洲基于DDS技术的函数波形发生器设计2006
直接数字频率合成(DDS)是七十年代初提出的一种新的频率合成技术,其数字结构满足了现代电子系统的许多要求,因而得到了迅速地发展。现场可编程门阵列器件(FPGA)的出现,改变了现代电子数字系统的设计方法,提出了一种全新的设计模式。本设计结合这两项技术,并利用单片机灵活的控制技术,开发了一种新的函数波形发生器。
Ⅱ并结合verilog-HDL语言,采用硬件编程的方法很好地解决了这一问题。
本文首先介绍了函数波形发生器的研究背景和DDS的理论。然后详尽地叙述了用EPlC6Q240C8完成.DDS模块的设计过程,这是本设计的基础。接着分析了整个设计中应处理的问题,根据设计原理就功能上进行了划分,将整个仪器功能划分为控制模块、外围硬件、FPGA器件三个部分来实现。然后就这三个部分分别详细地进行了阐述。最后,通过系列实验,详细地说明了本设计的功能、性能、实现和实验结果。并结合在设计中的一些心得体会,提出了本设计中的一些不足和改进意见。
通过实验说明,本设计达到了预定的要求,并证明了采用软硬件结合,利用DDS技术实现函数波形发生器的方法是可行的。
本文链接:/Thesis_Y1451603.aspx
授权使用:杭州电子科技大学(hzdzkj),授权号:06ae87e3-4c94-46f3-8c7d-9edb012e4d6a
在实现过程中,本设计选用了Altera公司的EPlC6Q240C8芯片作为产生波形数据的主芯片,充分利用了该芯片的超大集成性和快速性。在控制芯片上选用了ATMAL的AT89C51单片机作为控制芯片。本设计中,FPGA芯片的设计和与控制芯片的接口设计是一个难点,本文利用Altera的设计工具Quartus
基于FPGA的信号发生器的设计与实现
基于FPGA的信号发生器的设计与实现作者：臧谱阳王正斌来源：《电脑知识与技术》2020年第27期摘要：该文详细介绍了一种通过DDS数字合成器技术，来实现一种频率，幅度，相位可调制的高精度信号发生器。
在FPGA中设计了串口模块和相应的解析模块向DDS发送指令，使其通过读取ROM内的波形数据存储器的数据进而实现对频率和相位的控制。
同时可以根据需要自行更换ROM内存储的波形数据，能够产生正弦波，方波，锯齿波和任意波形信号。
关键词：FPGA;DDS;信号发生器;串口;ROM中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2020）27-0220-02开放科学（资源服务）标识码（OSID）：1 概述本系统以FPGA为核心控制器，相比于STM32系列单片机的顺序指令队列，FPGA强大的并行能力在处理模拟信号和拓展接口上效率会更高，读写速度也更快。
相比于传统C语言通过FLASH读取数组信息来获取波形数据，本系统通过读取片内ROM并结合DDS进行波形数据采集，设计方法更加简单灵活，波形的显示也会更流畅。
可以输出直流、交流等信号。
2 DDS技术原理与分析DDS（Direct Digital Synthesizer）是一种新型的频率合成技术，其主要组成部分有相位累加器，相位调制器，波形数据表和D/A转换器。
其广泛运用于通信领域，特点是波形选择范围大，可供选择带宽的范围大，可控制时间长，精度高等[1-2]。
对于信号的相位、频率、幅值均可以通过自制的波形编码生成，自由度大。
其基本结构见图1所示。
在每个时钟的上升沿时，加法器会将默认的频率控制字与同步寄存器中的相位值累加，得到的数值是由加法器和寄存器的位数决定的。
累加的值接着在第二个时钟上升沿时反馈至累加寄存器的输入端，重复与设定的频率控制字相加[3-5]。
这样，在每一个时钟周期，对设定的频率控制字不断进行线性累加，这时的累加值输出的数据就是最终处理信号的相位值，也是波形存储器的采样地址。
基于FPGA的函数信号发生器设计毕业设计(论文) 精品
基于FPGA的函数信号发生器设计摘要函数信号发生器是各种测试和实验过程中不可缺少的工具，在通信、测量、雷达、控制、教学等领域应用十分广泛。
随着我国经济和科技的发展，对相应的测试仪器和测试手段也提出了更高的要求，信号发生器己成为测试仪器中至关重要的一类。
本文在探讨函数信号发生器几种实现方式的基础上，采用直接数字频率合成（DDS）技术实现函数信号发生器。
在对直接数字频率合成（DDS）技术充分了解后，本文选择以Altera公司生产的FPGA芯片为核心，以硬件描述语言Verilog HDL为开发语言，设计实现了可以产生任意波形（以正弦波为例）和固定波形的（以方波和锯齿波为例）的函数信号发生器。
文中详细阐述了直接数字频率合成（DDS）、波形产生以及调幅模块的设计，并给出了相应的仿真结果。
本文最后给出了整个系统的仿真结果，即正弦波、方波、锯齿波的波形输出。
实验表明，用现场可编程门阵列（FPGA）设计实现的采用直接数字频率合成（DDS）技术的函数信号发生器，克服了传统方法的局限，实现了信号发生器多波形输出以及方便调频、调幅的功能。
关键词函数信号发生器；直接数字频率合成；现场可编程门阵列；Verilog HDLAbstractFunction Generator is an indispensable tool in a process of various tests and experiments. It is widely used in communication, measurement, radar, control, teaching and other fields. With the development of China's economic and technological, the corresponding test equipment and test methods are also put forward higher requirements, and the signal generator has become a vital test instrument.The article examines the several implementations of the function generator. And it has achieved the function generator which is completed by direct digital frequency synthesis (DDS) technology . Through understanding the direct digital frequency synthesis (DDS) technology, this paper chose to the Altera Corporations’ FPGA chips as the core of design. The function generator which can produce sine, square wave, sawtooth wave was designed. It also used hardware description language Verilog HDL as development language. The paper described the design of the main module, such as direct digital synthesizer (DDS), waveform generation and modulation module. And the corresponding simulation results were also presented.At last, the simulation results of the whole system were presented, that is, sine, square, sawtooth waveform has been carried out. Experiments show that the function generator based on FPGA and direct digital frequency synthesis (DDS)technology has overcame the limitations of traditional methods and achieved a signal generator which can generate multiple waveforms and has facilitate FM, AM function.Keywords Function Genenrator Direct Digital Freguency Synthesizer FPGA Verilog HDL目录1绪论 (1)1.1背景及意义 (1)1.2波形发生器研究现状 (1)1.2.1波形发生器的发展状况 (1)1.2.2国外波形发生器产品介绍 (2)1.3本设计的主要工作 (2)2系统基本原理 (4)2.1函数信号发生器的几种实现方式 (4)2.1.1程序控制输出方式 (4)2.1.2 DMA输出方式 (4)2.1.3可变时钟计数器寻址方式 (4)2.1.4直接数字频率合成方式 (4)2.2频率合成器简介 (5)2.2.1频率合成技术概述 (5)2.2.2频率合成器主要指标 (6)2.3 DDS原理 (6)2.3.1相位累加器 (7)2.3.2波形ROM (8)2.3.3 DDS频率合成器优缺点 (8)2.4现场可编程门阵列(FPGA) (9)2.4.1 FPGA简介 (9)2.4.2 FPGA特点 (9)2.4.3 FPGA工作状态 (10)2.4.4 FPGA的编程技术 (10)2.4.5 FPGA器件配置方式 (10)2.4.6使用FPGA器件进行开发的优点 (11)2.5 Verilog HDL语言简介 (11)3系统软件设计 (13)3.1编程软件的介绍 (13)3.1.1 Quartus II简介 (13)3.1.2 Quartus II设计流程 (13)3.2 Quartus II系统工程设计 (14)3.2.1创建工程 (14)3.2.2新建Verilog源文件 (15)3.2.3工程编译 (15)3.2.4生成模块电路 (15)3.2.5新建Block Diagram/Schematic File并添加模块电路 (16)3.2.6设计Vector Waveform File (16)3.3函数信号发生器的系统设计 (17)3.3.1系统总体设计 (18)3.3.2 FPGA系统设计流程 (18)3.3.3 FPGA系统模块设计 (19)4系统模块设计及仿真 (21)4.1频率寄存器模块设计 (21)4.2 DDS模块设计 (22)4.2.1 32位加法器 (22)4.2.2相位寄存器 (23)4.3波形产生模块设计 (24)4.3.1正弦波形ROM (24)4.3.2方波模块 (26)4.3.3锯齿波模块 (27)4.4调幅模块设计 (28)5系统调试 (30)5.1调试 (30)5.2仿真结果 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)附录1系统整体设计图 (35)附录2各模块源程序 (35)1绪论1.1背景及意义函数信号发生器是各种测试和实验过程中不可缺少的工具，在通信、测量、雷达、控制、教学等领域应用十分广泛。
基于fpga的信号发生器的设计与实现
科学技术创新2020.01基于FPGA 的信号发生器的设计与实现李岩方彬靳自璇赵勇彪张红岭（河北建筑工程学院电气工程学院,河北张家口075000）1概述现阶段，函数信号发生器已成为现代测试领域应用最为广泛的通用仪器之一。
随着数字技术在仪器仪表和通信系统中的广泛使用，可从参考频率源产生多个频率的数字控制方法诞生了，即直接数字频率合成(DDS)。
FPGA （现场可编程门阵列）具有高集成度、高速度、可实现大容量存储器功能的特性，能有效地实现DDS 技术，极大地提高了函数信号发生器的性能，大大降低了电子系统的生产成本。
传统的信号发生器设计方案是采用模拟电路、单片机或DDS 专用芯片来实现，虽然有着广泛的应用，但仍然存在着许多缺陷，例如，设计方案成本高、输出波形的种类少、输出信号的频率控制不灵活、系统升级困难等。
而且传统的信号发生器还有两个突出问题，一个是通过电位器的调节来实现输出频率的调节，很难将频率调到某一固定值；另一个是脉冲的占空比不可调节。
随着现代科学技术的飞速发展，用户对函数信号发生器提出了越来越高的要求，例如高分辨率、高输出频率等要求，传统的信号发生器已经无法满足这些要求。
不论是在生产、实验还是在科研与教学上，信号发生器都是用于仿真实验的最佳工具。
因此开发新型信号发生器具有重大意义。
本文提出了一种新型的以FPGA 为核心的DDS 信号发生器设计，充分利用uc/GUI 控制方式灵活、FPGA 芯片运算处理速度快的优点，能够通过图形用户界面很好地实现频率、相位、幅度可调、波形变换并且输出信号质量和精确度高于直接模拟频率合成技术和锁相环式频率频率合成技术。
弥补了传统信号发生器设计方案成本高、输出波形的种类少、输出信号的频率控制不灵活、系统升级困难等缺陷。
2信号发生器设计原理2.1直接数字频率合成技术的基本原理DDS 是一种用于通过单个固定频率的参考时钟信号生成任意波形的频率合成器，必须考虑所有与采样相关的问题，包括量化噪声、混叠、滤波等。
基于FPGA的函数信号发生器的实现
的飞速发展 ， 对信 号发 生器的稳定性提 出了更 高的要 求 ， 因此 ， 开发 一款 高稳 定性 的信 号发 生器具有重 大意义。以 Ｑｕ ａ ｒ —
ｔ ｕ ｓ ｌ Ｉ 软件为开发平 台， 采用Ｖ ＨＤＬ输 入 方 式 实现 设 计 。利 用 模 块 化 的 设 计 思 想 实 现 方 案设 计 ， 产 生 六 种 不 同的 输 出信 号 ，
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ １ － １ ５
作者简介 ： 黄毓 芯（ １ ９ ８ ４ 一 ） ， 女， 福建石狮人 ， 硕士 ， 讲师， 研究方 向： 电子与通信工程 。
１ ５ ５
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ０ ２ ， ２ ０ １ ７
本 多功能 函数信号 发生器可 以产生多种不同的
波形 。其 中有 锯齿波 、 三角波 、 阶梯波 、 方波和正 弦 波闭 。而锯齿波又分为递增和递减两种类 型。系统包
括六个波形产生模块及一个选择控制模块 。本设计 运用 Ｖ Ｈ Ｄ Ｌ语 言 编 写程 序 ， 实现 了各 种 波形 的产 生 ， 并 且 最 后 通 过 ６选 １ 多 路 开关 的设 计 ，实 现 了对 需
函数信号发生器作为简易的信号源 ，在测量仪 器、 部 队设备技术保障 、 仪表和计算机等技术领域应 用十分广泛 ， 并且在这些技术领域 ， 经常需要用到各 种各样波形 的函数信号发生器 ，信号发生器 已成 为 测试仪器 中至关重要 的一类。开发一款高稳定性 的 信号发生器具有重大意义 ，可产生六种不同的输 出 信号 ， 并通过六选一多路选择开关 ， 对所需波形进行 切换 与选 择 。
开发 效率 。
基于FPGA的信号发生器
毕业论文（设计）任务书院（系）：光电学院姓名学号毕业届别2012 专业电子信息工程毕业论文（设计）题目基于FPGA的函数信号发生器设计指导教师学历职称所学专业具体要求：主要内容:介绍了一种由FPGA设计完成的函数信号发生器；较详细的阐述了本设计的设计原理以及硬件设计特点；并创新地实现了上位机软件控制输出信号各项参数的功能。
基本要求:着重培养学生解决实际问题的能力，初步理论研究的能力，查阅文献资料、调查收集信息的能力，独立思考，认真钻研，提出方案并论证方案的能力，设计、计算、绘图能力，开展社会调查，进行综合概括的能力和实验仪器设备的安装、调整和测试的能力，包括实验数据分析和处理的能力，外文阅读、计算机使用能力，撰写实验报告、设计说明书、技术总结和论文的能力，语言表达、思辨能力。
进度安排：4-5周：查找、浏览阅读、翻译文献。
5-6周：素材加工，系统分析。
6-7周：撰写论文大纲。
7-9周：撰写论文。
10周：论文修改完善。
11-12周：定稿，打印论文，准备答辩。
指导教师（签字）：年月日院（系）意见：教学院长（主任）（签字）：年月日备注：[摘要]本系统设计使用Altera FPGA提供的EP2C35为主控制器，完成了基于FPGA的函数信号发生器的设计。
本文首先叙述了系统各模块的设计过程，包括利用DSPBulider 设计DDS信号产生模块的方法，通过Altera的设计工具Quartus II对函数信号发生器进行电路设计的过程；最后进行了硬件设计和调试，包括D/A转换模块、电平转换控制模块、串口通信模块。
通过测试，本设计系统性能良好，各项指标均能较好地完成设计要求，并创新地实现了使用PC机上位机软件控制输出信号各项参数的功能。
[关键词]可编程门阵列；函数信号发生器；DDS；DSPBulider[Abstract]The system design uses Altera FPGAs provide the EP2C35 the main controller, FPGA-based Signal Generator design.This paper first describes the various modules of the system design process, including the DDS signal generator module of the DSPBulider design methods, design tools through Altera's Quartus II function signal generator circuit design process; hardware design and debugging, including the D/A converter module, level shifting, the control module, the serial communication module. Pass the test, the system performance of the design of the indicators can complete the design requirements, and innovation to use a PC host computer software controls the output waveform of various parameters of the function. [Key words] FPGA, Function Generator, DDS; DSPBulider；目录1 绪论 (4)1.1设计背景 (4)1.2国内外信号发生器发展现状 (4)1.2.1信号发生器的发展现状 (4)1.2.2研究信号发生器的目的及意义 (4)1.3本文研究主要内容 (4)2 DDS信号发生器理论介绍 (4)2.1频率合成技术 (6)2.1.1频率合成技术的分类 (6)2.1.2频率合成技术的技术指标 (7)2.1.3直接数字频率合成技术的现状及使用 (8)2.2 DDS的原理及性能特点 (9)2.2.1 DDS的基本原理 (9)2.2.2 DDS的优点 (11)2.2.3 DDS的缺点 (12)3 DDS信号发生器的FPGA实现 (4)3.1 FPGA及其开发环境简介 (20)3.1.1 现场可编程门阵列（FPGA）简介 (22)3.1.2 Quartus II 8.0集成开发环境...............................................................3.1.3 Verilog-HDL语言简介 (25)3.1.4 FPGA开发流程 (25)3.2 DSPBulider简介及开发流程……………………………………………………………3.2.1 DSPBulider简介………………………………………………………………………3.2.2 DSPBulider开发流程…………………………………………………………………3.3 DSPBulider设计DDS信号发生模块……………………………………………………3.4 QuartusII中设计DDS信号控制模块……………………………………………………3.4.1 DDS控制模块……………………………………………………………………………3.4.2 串口通信模块…………………………………………………………………………4系统硬件设计 (4)5系统调试 (4)总结 (19)致谢 (19)参考文献 (20)附录 (20)1 绪论1.1 设计背景直接数字频率合成(Direct Digital Synthesizer)技术是一种新的全数字的频率合成原理，它从相位的角度出发直接合成所需信号。
基于FPGA的DDS信号发生器的设计与实现
基于FPGA的DDS信号发⽣器的设计与实现⼀、实现环境 软件：Quartus II 13.0 硬件：MP801⼆、DDS基本原理 DDS（Direct Digital Synthesizer）即数字合成器，是⼀种新型的频率合成技术，具有相对带宽⼤，频率转换时间短，分辨率⾼和相位连续性好等优点。
较容易实现频率、相位及幅度的数控调制，⼴泛应⽤于通信领域。
DDS的实现⽰意图如下图所⽰： 1、将需要合成的信号的数据存储在rom中，合成待输出信号的⽅法请参考： 2、dds_control实现的功能是将存储在rom中的待合成的信号的数据按照⼀定的规则取出来： dds_control主要由相位累加和频率累加来实现，简单的说，通过控制相位累加和频率累加来实现从rom中取出不同时刻的数据。
（1）相位累加器位数为N位（24~32），相位累加器把正弦信号在相位上的精度定义为N位，其分辨率位1/2N ，决定⼀个波形的起始时刻在哪个点； （2）频率累加器⽤来控制每隔⼏个点从rom中取⼀个数据，决定⼀个波形的频率； （3）若DDS的时钟频率为F clk ,频率控制字fword = 1，则输出频率为 F out = F clk/2N,这个频率相当于“基频”，若fword = B，则输出频率 F out = B * F clk/2N。
因此理论上由以上三个参数就可以得出任意的 f o 输出频率，且可以得出频率分辨率由时钟频率和累加器的位数决定的结论。
当参考时钟频率越⾼，累加器位数越⾼，输出频率分辨率就越⾼。
3、从FPGA中出来的信号都是数字信号（dds_control输出的信号都为数字信号），需要通过dac芯⽚来将数字信号转换为模拟信号，这样将dac芯⽚输出的信号接⼊到⽰波器中，才能看到波形； 4、举例说明频率控制和相位控制： 如上图所⽰，这个是⼀个由33个点构成的正弦波信号，（rom_addr，rom_data），纵坐标为存储在rom中的正弦波信号，横坐标为dds_control ⽣成的地址信号。
浅议基于FPGA的函数信号发生器的系统设计
浅议基于FPGA的函数信号发生器的系统设计
唐斌
【期刊名称】《信息技术与信息化》
【年(卷),期】2015(000)009
【摘要】本系统设计的是基于FPGA的函数信号发生器，产生频率可调的正弦波、方波、三角波和锯齿波。
本系统以DAC904，OPA2830为主控制芯片，以现场可编程门阵列（FPGA）作为硬件基础。
设计函数信号发生器，直接数字频率合成（DDS）就是预先设定一定数量的波形信号数据，已二进制数据的方式存放在ROM中，通过手动设定所要求的输出信号波形种类以及频率大小（峰值电压通过精密电位器调节），预先存储的二进制数据经过读取输出，再经过DAC904数/模转换和运放OPA2830放大，最后通过RC/LC滤波器滤波后得到所需信号的波形，查表合成波形的方法可以满足产生任意波形的要求。
本文的目的是研究函数信号发生器的设计方法，在精度要求不是特别高的情况下，寻找一种较为便利的方法获取想要的信号波形。
【总页数】2页(P210-210,211)
【作者】唐斌
【作者单位】桂林市信息化工业化融合办公室广西桂林 541000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于FPGA的函数信号发生器设计 [J], 黄鹏勇
2.基于FPGA的DDFS函数信号发生器设计 [J], 黄丽
3.基于FPGA的函数信号发生器的实现 [J], 黄毓芯
4.基于FPGA的三通道函数信号发生器 [J], 胡善伟
5.基于FPGA的函数信号发生器设计 [J], 王译平
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于FPGA的信号发生器设计
基于FPGA的信号发生器设计 以FPGA 芯片为载体，通过QuartusII 的LPM_ROM 模块和VHDL 语言为核心设计一个多功能信号发生器，根据输入信号的选择可以输出递增锯齿波、递减锯齿波、三角波、阶梯波和方波等5 种信号，通过QuartusII 软件进行波形仿真、定时分析，仿真正确后，利用实验板提供的资源，下载到芯片中实现预定功能。
信号发生器又称为波形发生器，是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、通信、控制和教学实验等领域。
它是科研及工程实践中最重要的仪器之一，以往多用硬件组成，系统结构比较复杂，可维护性和可操作性不佳。
随着计算机技术的发展，信号发生器的设计制作越来越多的是用计算机技术，种类繁多，价格、性能差异很大。
用FPGA 或CPLD 来实现，它的优点是可以进行功能仿真，而且FPGA 和CPLD 的片内资源丰富，设计的流程简单。
用FPGA 所构成的系统来产生波形信号，这个系统既能和主机系统相连，用相应的上层软件展示波形信号，又方便程序的编写，而且还有A/D0809接口可以产生模拟信号的输出和外面的示波器相连。
1 正弦信号发生器的LPM 定制 正弦信号发生器由计数器或地址发生器（6 位）、正弦信号数据ROM （6 位地址线，8 位数据线，含有64 个8 位数据，一个周期）、原理图顶层设计和8 位D/A （实验中用DAC0832 代替）。
其框图如图1 所示。
其中信号产生模块将产生所需的各种信号，这些信号的产生可以有多种方式，如用计数器直接产生信号输出，或者用计数器产生存储器的地址，在存储器中存放信号输出的数据。
信号发生器的控制模块可以用数据选择器实现，用8 选1 数据选择器实现对5 种信号的选择。
图1 信号发生器结构框图 最后将波形数据送入D/A 转换器，将数字信号转换为模拟信号输出。
用示波器测试D/A 转换器的输出，可以观测到5 种信号的输出。
1.1 定制初始化数据文件 QuartusII 能接受的LPM_ROM 模块中的初始化数据文件的格式有两种：。
毕业设计(论文)-基于fpga的函数信号发生器的设计与实现[管理资料]
![毕业设计(论文)-基于fpga的函数信号发生器的设计与实现[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/e1d8101a81c758f5f61f67f8.png)
基于FPGA的函数信号发生器的设计与实现摘要波形发生器己成为现代测试领域应用最为广泛的通用仪器之一，代表了信号源的发展方向。
直接数字频率合成(DDS)是二十世纪七十年代初提出的一种全数字的频率合成技术，其查表合成波形的方法可以满足产生任意波形的要求。
由于现场可编程门阵列(FPGA)具有高集成度、高速度、可实现大容量存储器功能的特性，能有效地实现DDS技术，极大的提高函数发生器的性能，降低生产成本。
本文首先介绍了函数波形发生器的研究背景和DDS的理论。
然后详尽地叙述了用FPGA完成DDS模块的设计过程，接着分析了整个设计中应处理的问题，根据设计原理就功能上进行了划分，将整个仪器功能划分为控制模块、外围硬件、FPGA器件三个部分来实现。
最后就这三个部分分别详细地进行了阐述。
本文利用Altera的设计工具QuartuSH并结合VeI’i1og一HDL语言，采用硬件编程的方法很好地解决了这一问题。
论文最后给出了系统的测量结果，并对误差进行了一定分析，结果表明，，、三角波、锯齿波、方波，通过实验结果表明，本设计达到了预定的要求，并证明了采用软硬件结合，利用FPGA技术实现波形发生器的方法是可行的。
关键词:函数发生器，直接数字频率合成，现场可编程门阵列The Design and Realize of DDS Based on FPGAAbstractArbitrary Waveform Generator(AWG) is one of the most popular instruments in modern testing domains，Which represents the developing direction of signal sources· Direct Digital frequency Synthesis(DDS) advance dearly in full digital technology for frequency synthesis，its LUT method for synthes waveform .Adapts togenerate arbitrary Waveform· Field programable GateArray(FPGA)has the feature sof Iargeseale integration,high working frequency and ean realize lal’ge Memory,50FPGAeaneffeetivelyrealizeDDS.The of Corporation Altera ehosen to do the main digitalProcessing work，which based on its large sale and highs Peed. The 53C2440MCU ehosenasa control ehip· Inthisdesign,how to design the fpga chip and theInter faee between the FPGA and the control ehiP the the method ofSoftware and hardware Programming,the design used the software Quartus11 and languageverilog一HDL solves ，the PrineiPle of DDS and Basis of EDA technology introdueed Problem is the design are analyzed and the whole fun into three Parts:masterehiP，FPGA deviee and PeriPheral three Parts are described indetail disadvantage and thing sneed toadv anceareal Of the dissertation,or asquare wave with in the frequency rangeto20MHz .Planed and the way to use software and hardware Programming method and DDS Technology to realize Functional Waveform Generatoravailable.Keywords:DDS;FPGA;Functional Waveform Generator目录第一章绪论 ................................................ IV ............................................................................................................... IV ................................................................................................................. V ......................................................................................................... V....................................................................................................... VI .............................................................................................................. VII ...................................................................................................... VIIDMA输出方式.......................................................................... VII...................................................................................................... VII..................................................................................................... V III 第二章直接数字频率合成器的原理及性能 ................................................ I .................................................................................................................. I .......................................................................................................... I......................................................................................................... I I DDS原理 ............................................................................................. I II 第三章基于FPGA的DDS模块的实现 .......................................................... I (FPGA)简介 ............................................................................................. I II软件并建立工程 ....................................................................... I I新建Block Diagram/Schematic File并添加模块电路。
基于FPGA的信号发生器设计论文
摘要信号发生器是数字设备运行工作中必不可少的一部分，没有良好的信号源，最终就会导致系统不能够正常工作，更不必谈什么实现其它功能了。
本次论文主要研究了基于FPGA的函数信号发生器的设计思路与软硬件实现。
首先介绍了本次设计任务的总体设计方案，以及该方案中涉及的知识点，所使用的软件及硬件基本知识。
在此基础上进行了硬件电路的设计，主要采用DDS（直接数字频率合成）方案，采用了Altera 公司的低成本cyclone II系列FPGA的EP2C5QC8作为核心芯片，构建了外围的0832DA转换电路，以及1MHZ低通滤波电路。
再次介绍系统软件的设计过程，给出了FPGA自底向上的设计思路，以及各个底层模块的设计原理与思路分析，最后介绍了相关软件的应用知识。
最后一段介绍了论文的相关结论，进行仿真调试的过程。
实现了设计任务的频率从100HZ到1MHZ可调，幅度从0.1V到5V可调的功能。
系统的设计方案和设计过程具有参考和学习价值。
关键词：信号发生器FPGA Modelsim Verilog语言AbstractThe signal generator is an essential part of the work of digital equipment operation, without a good source, and ultimately will cause the system to work properly, not to talk about the achievement of other features. This thesis studied the software and hardware design of the FPGA-based Signal Generator. First introduced the overall design of the design task, and knowledge involved in the program, use basic software and hardware knowledge. On this basis, the hardware circuit design, using DDS (Direct Digital Frequency Synthesizer) program, using Altera's low-cost cyclone II FPGA series EP2C5QC8 core chip to build a peripheral 0832DA conversion circuit, and 1MHZ low pass filter circuit. Re-introduce the system software design process, given FPGA design ideas from the bottom up, as well as the design principles and ideas of the bottom module, and finally introduced a software application knowledge. The last paragraph of the conclusions of the paper, simulation debugging process. Design task frequency is adjustable from 100HZ to 1MHZ function of the adjustable range from 0.1V to 5V. System design and design process has a reference and learning value.Keywords: Signal generator，FPGA，Modlesim，Verilog HDL目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录.............................................................................................................. I II 前言. (1)1 概述 (3)1.1FPGA简介 (3)1.2 MODELSIM简介 (8)1.3DDS基本原理介绍 (9)2 设计方案 (12)2.1总体设计思路 (12)2.2方案论证 (13)2.2.1方案一 (13)2.2.2方案二 (13)2.2.3方案三 (14)2.3方案确定 (14)3 硬件电路设计 (16)3.1硬件设计注意事项 (16)3.2DA电路 (16)3.3滤波电路 (18)3.4硬件电路实现 (20)4 软件设计 (21)4.1波形产生模块 (21)4.1.1正弦波 (21)4.1.2 矩形波 (23)4.1.3 三角波 (24)4.2频率控制模块 (24)4.3相位累加模块 (25)4.3选择波形模块 (26)4.4幅度控制模块 (27)5 调试 (32)5.1设计及仿真调试使用设备 (32)5.2调试方法 (32)5.2.1 硬件调试 (32)5.2.2 软件调试 (32)5.2.3 综合调试 (33)5.3调试结果 (33)5.3.1 软件仿真结果及分析 (33)5.3.2 综合调试结果 (38)总结 (39)致辞 (40)参考文献 (41)附件1 ROM生成元程序 (42)附件2 40位流水线加法器程序 (44)前言随着我国的经济日益增长，社会对电子产品的需求量也就越来越大，目前我国的电子产品市场正在迅速的壮大，市场前景广阔。
毕业设计181基于FPGA的函数发生器--论文
目录摘要 (1)第一章概述 (1)第二章EDA技术 (1)2.1 EDA的论述 (1)2.2 EDA的开发流程 (2)2.3 EDA的开发工具 (4)第三章控制系统的硬件结构设计 (4)3.1函数信号发生器系统的原理 (5)3.2函数信号发生器的硬件结构 (5)第四章控制系统的软件设计 (7)4.1函数信号发生器软件设计 (7)4.2函数信号发生器功能模块的设计 (8)4.3函数信号发生器顶层设计 (17)第五章控制系统的调试与运行 (18)5.1函数信号发生器的调试 (18)5.2下载设计到目标器中运行 (22)第六章结束语 (24)参考文献 (24)致谢 (24)摘要：应用EDA技术完成一个电子产品的设计, 以 FPGA芯片中集成一个在电子生产或检测中通常用到函数信号发生器。
在QUARTUSⅡ软件开发平台,输入原理图或硬件描述语言HDL完成的设计文件,系统将自动地完成逻辑编译、综合、仿真、目标芯片的适配编译、下载等的工作。
设计的工作是利用编程的方式来进行对系统的功能的描述,在EDA工具的帮助下，应用相应的可编程器件，实现设计的最终结果。
使常用到的函数信号发生器微型化,设计简单化,使用简单化。
关键词: FPGA芯片EDA技术QUARTUSⅡ第一章概述概述EDA（electronic design automation,电子设计自动化）技术是现代电子工程领域的一门新技术。
它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。
EDA技术的发展和推广应用极大地推动了电子工业的发展，随着EDA技术的发展，硬件电子电路的设计几乎全部可以依靠计算机来完成。
这样就大大缩短了硬件电子电路设计的周期从而使制造商可以快速开发出品种多批量小的产品，以满足市的众多需求。
EDA技术的推广是当今世界的一个技术热点。
EDA技术是现代电子工业中不可缺少的一项技术。
1.本课题的方案的特点与优势本设计是基于FPGA的多种波形的函数信号发生器而展开的，一个由传统的方法要有不少电子原件组合才能实现的功能，现在用极少器件就可以实现，采用ALTERA公司生产的FPGA为函数信号发生器的处理器，再经过DAC的转换，得出相应的波形。
信号发生器的FPGA实现(毕业设计)
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1信号发生器的研究意义与内容 (1)1。
2信号发生器的发展现状和前景展望 (1)1。
3信号发生器的总体设计思路 (3)第2章设计简介 (4)2。
1FPGA简介 (4)2.2VHDL硬件描述语言介绍 (7)2.3Q UARTUS II软件介绍 (9)2。
4RLT级仿真 (11)第3章系统硬件电路设计 (12)3。
1信号发生器的系统组成 (12)3。
2设计原理 (13)3.3输入部分 (15)3.3D/A数模转换部分 (18)第4章系统的软件设计 (20)4。
1系统软件流程图 (20)4。
2系统各模块 (21)4。
2.1 三角波产生模块 (22)4。
2.2 递减斜坡产生模块 (25)4。
2。
3递增斜坡产生模块 (28)4。
2.4 方波产生模块 (31)4。
2.5 阶梯波产生模块 (33)4。
2.6 正弦波产生模块 (36)4.2。
7 自定义波形产生模块 (43)4.2.8 波形选择器产生模块 (47)4。
2。
9 频率调节器产生模块 (50)4。
2.10 主控制器产生模块 (53)4.3引脚锁定 (58)第5章信号发生器的仿真 (61)5。
1递增斜坡的仿真结果及分析 (61)5。
2递减斜坡的仿真结果及分析 (61)5。
3三角波的仿真结果及分析 (62)5。
4正弦波的仿真结果及分析 (63)5.5方波的仿真结果及分析 (64)5.6阶梯波的仿真结果及分析 (65)5.6自定义波形的仿真结果及分析 (65)结束语 (66)参考文献 (67)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
信号发生器的FPGA实现摘要：信号发生器在各种实验和测试中是必不可少的器件,同时在生产和科技领域中有着广泛的运用，例如在通信、控制、雷达、教学、军事等领域。
本次设计的内容是信号发生器的FPGA实现，要求用EAD技术设计一个信号发生器，此信号发生器的实现是利用EDA的硬件描述语言VHDL产生各个模块，然后在Altera公司提供的FPGA/CPLD开发集成环境的Quartus II软件上实现波形的编译、仿真、下载到Cyclone 芯片上.信号发生器由波形产生模块、频率调节模块和波形选择模块组成，波形产生模块可以产生三角波、正弦波、方波、阶梯波、递增斜坡、递减斜坡、自定义波形等，通过波形选择模块和频率调节模块可以选择自己所需要的波形和调节一定的频率。
基于fpga的lcm信号发生器的设计与实现
摘要摘要随着显示器件技术不断发展，液晶显示器件（LCD）作为一种主流显示类型，市场份额逐年增加，特别是薄膜晶体管液晶显示器件（TFT-LCD），以其独特的性能优势和极具竞争力的价格优势，占据显示器件的龙头地位。
与此同时，对TFT-LCD检测技术的要求也越来越严格，逐渐成为了液晶生产厂商的研究重点之一。
本文基于TFT-LCD，介绍了驱动显示原理和缺陷检测系统中的图像采集处理，并对常用的图像采集去噪方法提出优化方案，同时设计开发出一种适用于高分辨率TFT-LCD检测的信号发生器，主要应用于2560x1600分辨率及以下的液晶显示屏的生产检测，以及向客户演示产品的显示效果，主要工作如下：（1）深入了解TFT-LCD缺陷检测技术以及国内外研究现状。
针对检测中的图像采集，分析和研究了常用的去噪算法，主要包括标准中值滤波、开关中值滤波、模糊滤波等。
针对脉冲噪声抑制，提出了一种基于自适应阈值的开关中值滤波优化算法，以滤波窗口内的中心点为待测像素点，其余像素点进行比较排序选出最值并作为阈值参考值，减少了比较个数的同时提高了算法的性能。
（2）针对高斯噪声抑制，提出了一种基于模糊滤波的优化隶属函数，降低了硬件复杂度，并使用中值滤波和模糊滤波组合结构进行高斯噪声抑制。
使用Verilog HDL进行编写实现，经实验表明，本文设计的基于FPGA图像去噪算法能够满足系统实时性要求，能较好的完成图像采集工作。
（3）深入了解TFT-LCD的显示驱动原理，设计了以FPGA为系统的控制核心，使用Verilog HDL语言设计完成了LCM信号发生器，包括USB指令译码模块、本地寄存器模块、SPI通信接口模块、NAND FLSAH控制模块、SDRAM控制模块、可编程时钟控制模块、RGB时序信号模块、PWM控制模块等。
（4）对设计的TFT-LCD测试系统进行了整机调试评估，最终实现各功能模块协调工作成功驱动液晶屏显示，并达到了液晶屏的测试要求。
基于FPGA的函数信号发生器的设计报告
基于FPGA的函数信号发生器的设计报告课题要求1、技术要求（EDA技术，VHDL语言，层次化设计）（1）EDA发展概况电子设计技术的核心就是EDA技术，EDA是指以计算机为工作台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。
EDA技术已有30年的发展历程，大致可分为三个阶段。
70年代为计算机辅助设计(CAD)阶段，人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工操作。
80年代为计算机辅助工程(CAE)阶段。
与CAD相比，CAE除了有纯粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。
CAE的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。
90年代为电子系统设计自动化(EDA)阶段。
中国EDA市场已渐趋成熟，不过大部分设计工程师面向的是PC主板和小型ASIC领域，仅有小部分（约11%）的设计人员开发复杂的片上系统器件。
为了与台湾和美国的设计工程师形成更有力的竞争，中国的设计队伍有必要购入一些最新的EDA技术。
在EDA软件开发方面，目前主要集中在美国。
但各国也正在努力开发相应的工具。
日本、韩国都有ASIC 设计工具，但不对外开放。
中国华大集成电路设计中心，也提供IC设计软件，但性能不是很强。
相信在不久的将来会有更多更好的设计工具有各地开花并结果。
据最新统计显示，中国和印度正在成为电子设计自动化领域发展最快的两个市场，年复合增长率分别达到了50%和30%。
EDA技术发展迅猛，完全可以用日新月异来描述。
EDA技术的应用广泛，现在已涉及到各行各业。
EDA水平不断提高，设计工具趋于完美的地步。
EDA市场日趋成熟，但我国的研发水平还很有限，需迎头赶上（2）VHDL语言简介ＶＨＤＬ是一种全方位的硬件描述语言，包括系统行为级。
毕业设计论文基于FPGA的信号发生器设计
武汉工业学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于FPGA的信号发生器设计姓名学号院系电气与电子工程学院专业电子信息科学与技术指导教师目录摘要 ...................................................................................................................................... i ii Abstract (iv)前言 (1)1绪论 (3)1.1 FPGA简介 (3)1.2 modelsim简介 (5)1.3 DDS基本原理介绍 (6)2设计方案 (8)2.1 总体设计方案 (8)2.2方案论证 (8)2.2.1方案一 (8)2.2.2方案二 (9)2.2.3方案三 (9)2.3方案确定 (9)3 硬件电路设计 (11)3.1硬件设计注意事项 (11)3.2 DA电路 (11)3.3滤波电路 (12)3.4硬件电路实现 (13)4软件设计 (14)4.1波形产生模块 (14)4.1.1正弦波 (14)4.1.2方波 (15)4.1.3 三角波 (15)4.2频率控制模块 (16)4.3相位累加模块 (17)4.4选择波形模块 (17)4.5幅度控制模块 (18)4.6软件设计总成 (19)5 调试 (20)5.1设计及仿真调试使用设备 (20)5.2 调试方法 (20)5.2.1 硬件调试 (20)5.2.2 软件调试 (20)5.2.3 综合调试 (20)5.3 调试结果 (21)5.3.1 软件仿真结果及分析 (21)5.3.2 综合调试结果 (24)总结 (25)致谢辞 (26)参考文献 (27)附件1 ROM生成源程序 (28)附件2 40位流水线加法器程序 (30)摘要信号发生器是数字设备运行工作中必不可少的一部分，没有良好的信号源，最终就会导致系统不能够正常工作，更不必谈什么实现其它功能了。
毕业设计(论文)-基于fpga的任意信号发生器[管理资料]
![毕业设计(论文)-基于fpga的任意信号发生器[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/ea3d33bc2e3f5727a5e962fe.png)
毕业设计（论文）设计(论文)题目：基于FPGA的任意信号发生器的设计学生姓名：指导教师：二级学院：龙蟠学院专业：电子信息工程班级： M07电子信息工程1班学号：提交日期：2011 年 05月15日答辩日期：2011年 05月22日目录摘要............................................................ I V Abstract (I)1 绪论 (1)2 EDA、VHDL简介 (2)EDA技术 (2)硬件描述语言VHDL (3)3 PLD、Quartus II简介 (6) (6)Quartus II基本使用方法 (6)4 数字系统设计 (8)数字系统的设计模型 (8)数字系统的设计方法 (8)5 任意信号发生器的简单设计过程 (10)系统需求分析 (10) (10)各组成模块及程序 (10)6 直接数字频率合成器 (20)直接数字合成器简介 (20) (20)系统设计方案 (20) (21)正弦信号的VHDL程序实现 (30)7 系统仿真 (33)任意信号发生器的简单设计仿真 (33)直接数字频率合成器仿真 (37)8 基于FPGA的硬件测试 (38)KHF-1型FPGA实验开发系统 (38)硬件测试 (38)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)基于FPGA的任意信号发生器的设计摘要关于信号发生器，传统的设计方法多基于模拟电路或单片机或专用芯片，由于成本高或控制方式不灵活或波形种类少不能满足实际需求。
本课题充分利用了现场可编程门阵列FPGA和VHDL语言的结合进行任意信号发生器的设计，从而易于修改和改进。
用Quartus II对FPGA芯片“下载”形成专用集成电路，由于不存在人工接线的问题，所以故障率低、可靠性好。
系统按模块化方式进行设计，然后进行编译、时序仿真和硬件测试等。
此设计采用了两种方法，一种是简单的设计方法，任意信号发生器由两大模块组成，即函数发生电路和函数选择电路。
基于FPGA的正弦信号发生器设计—毕业设计
基于FPGA的正弦信号发生器设计摘要：本设计结合了EDA技术和直接数字频率合成（DDS）技术。
EDA技术是现代电子设计技术的核心，是以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化的设计技术。
DDS技术则是最为先进的频率合成技术，具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位连续、输出相位噪声低等诸多优点。
本文在对现有DDS技术的大量文献调研的基础上，提出了符合FPGA结构的正弦信号发生器设计方案并利用MAXPLUSⅡ软件进行了设计实现。
文中介绍了EDA技术相关知识，同时阐述了DDS技术的工作原理、电路结构，及设计的思路和实现方法。
经过仿真测试，设计达到了技术要求。
关键词：现场可编程门阵列（FPGA）；直接数字频率合成（DDS）；正弦波信号发生器The design of sine signal generating devicebased on FPGAAbstract：The design that combines EDA technology and Direct Digital Synthesis (DDS) technology. EDA technology is the design of modern electronic technology at the core, electronic system design direction for the application of electronic design automation products technology. DDS technology is the most advanced frequency synthesizer technology with the high-frequency resolution and frequency switching speed, continuous phase, low phase noise output many advantages.Based on the technology of existing DDS study of the extensive literature on the basis of FPGA with the structure of the sinusoidal signal generator design and the use of FPGA II software located Total realized. The paper introduced the EDA technology-related knowledge, and elaborated on the DDS technology principle, circuit structure, and design ideas and methods. After simulation tests designed to achieve the technical requirements.Keywords：FPGA；DDS；sine signal generating device第1章绪论1.1 引言直接数字频率合成(Digital Direct Frequency Synthesis)是一种比较新颖的频率合成方法。
基于FPGA的函数信号发生器设计
基于FPGA的函数信号发生器设计函数信号发生器是一种能够产生不同类型信号的测试设备，通常在电子电路实验中使用。
基于FPGA的函数信号发生器设计利用可编程逻辑器件FPGA，可以实现更高的灵活性和可定制性，同时减少了硬件开发成本。
本文将详细介绍基于FPGA的函数信号发生器的设计原理、主要模块和实现方法。
一、设计原理二、主要模块1.时钟生成器模块：时钟信号是产生各种信号波形的基础，因此需要设计一个时钟生成器模块来产生稳定的时钟信号。
可以使用FPGA内部的锁相环（PLL）或计数器来实现。
2.波形选择模块：为了产生不同类型的信号波形，需要设计一个波形选择模块。
通过该模块，用户可以选择所需的信号波形，如正弦波、方波、三角波等。
3. 波形生成模块：根据用户的选择，使用FPGA内部的逻辑门电路来实现不同类型的信号波形的生成。
可以利用查找表（Look-Up Table，简称LUT）来存储不同波形的采样点数据，并通过控制逻辑将这些数据输出为相应的信号波形。
4.频率控制模块：通过频率控制模块，可以对信号波形的频率进行控制。
可以根据用户的输入，通过改变时钟信号的频率或改变波形采样点的间隔来实现频率的调节。
5.幅值控制模块：通过幅值控制模块，可以对信号波形的幅值进行控制。
可以通过改变逻辑门的阈值电压或者改变DAC（数字模拟转换器）的输出电平来实现幅值的调节。
三、实现方法2.硬件设计：根据设计需求，选择合适的FPGA芯片、外部时钟源、AD/DA转换器等外部器件。
根据电路原理图，进行相应的电路布局和连线。
在确认电路无误后，进行焊接和组装工作。
在软件和硬件设计完成后，可以通过控制板上的按钮、旋钮等输入设备来调节信号波形的频率、幅值等参数，从而实现不同类型的信号波形的生成。
总结：基于FPGA的函数信号发生器设计利用FPGA的可编程特性，可以实现信号波形的灵活生成和控制。
通过设计合适的模块，可以产生多种类型的信号波形，并对其频率、幅值等参数进行调节。