基于FPGA的DDS仿真与设计报告

毕业论文声明

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2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。

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学位论文作者（签名）：

年月

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论文作者签名：日期：

指导教师签名：日期：

Yibin University

电子信息科学与技术专业本科生EDA设计报告

题目基于FPGA的DDS仿真与设计专业电子信息科学与技术

基于FPGA的DDS仿真与设计

摘要：本文论述了直接数字频率合成技术（DDS）的信号发生器的设计与实现。本设计是以DDS芯片Cyclone Ⅱ：EP2C5T144C8为频率合成器的函数信号发生器。本文分析了DDS的设计原理，基于VHDL语言进行系统建模等，同时利用Quartus Ⅱ编译平台完成一个具体DDS 芯片的设计，详细阐述了基于VHDL编程的DDS设计方法步骤。利用Altera公司的Quartus Ⅱ开发软件,完成DDS核心部分即相位累加器和R A M查找表的设计,可得到相位连续、频率可变的信号，并通过单片机配置FPGA的E^2 PROM完成对DDS硬件的下载,最后完成每个模块与系统的时序仿真。由于FPGA的可编程性,使得修改和优化DDS的功能非常快捷。

关键字：DDS，Quartus Ⅱ，FPGA

中图分类号：TN

引言：随着现代电子技术的不断发展,在通信系统中往往需要在一定频率范围内提供一系列稳定和准确的频率信号,一般的振荡器己不能满足要求,这就需要频率合成技术。直接数字频率合成(Direct Digital Frequen2cy Synthesis ,DDS)是把一系列数据量形式的信号通过D/ A 转换器转换成模拟量形式的信号合成技术。目前在高频领域中,利用FPGA 来设计符合自己需要的DDS 系统就是一个很好的解决方法。

正文：

目录

第一章绪论 (5)

1.1、DDS引言 (5)

1.2、直接数字合成器的概念及其发展 (5)

1.3、DDS技术在国内研究状况及其发展趋势 (6)

1.4、频率合成器种类与技术发展趋势 (7)

1.5、DDS优势 (7)

1.6、课题主要研究内容和设计要求 (8)

第二章超大规模集成电路设计介绍 (8)

2.1、引言 (8)

2.1.1、EDA技术的含义及特点 (9)

2.1.2、EDA技术的主要内容 (9)

2.2、可编程逻辑器件FPGA (10)

2.3、硬件描述语言（HDL） (12)

2.3.1、VHDL简介 (12)

2.3.2、VHDL的主要特点 (13)

2.3.3、VHDL语言的优势 (13)

2.4、软件开发工具 (15)

第三章 DDS工作原理和主要特点 (15)

3.1、DDS的基本工作原理 (16)

3.1.1、DDS采样量化 (16)

3.1.2、DDS的基本参数推导 (18)

3.2、DDS的主要特点 (19)

3.3、DDS建模 (19)

第四章用VHDL来编程实现和仿真 (21)

4.1、VHDL编程实现 (21)

4.1.1、频率控制字的生成模块 (21)

4.1.2、频率控制字的VHDL实现程序 (22)

4.1.3、32位加法器的生成模块 (22)

4.1.4、32位加法器的宏模块 (23)

4.1.5、32位寄存器的生成模块及VHDL实现程序 (23)

4.1.6、存放波表Rom的生成模块及宏模块 (24)

4.1.7、整体模块设计 (25)

4.2、用Quartus Ⅱ进行DDS仿真 (25)

4.2.1、Quartus Ⅱ软件简介 (26)

4.2.2、用Quartus Ⅱ的仿真步骤和图像 (27)

4.2.3、注意事项 (30)

第五章结束语 (31)

5.1、总结 (31)

5.2、参考文献 (32)