基于FPGA的低频信号发生器设计.doc

摘要:信号发生器常应用于雷达监测，信号采集，通信等领域。本设计以FPGA为核心进行分频和地址信号发生，以52单片机为中心控制枢纽，利用矩阵键盘按照要求写入波形信号类型和频幅值，运用D/A转换芯片输出符合要求的的波形。可实现生成矩形波，三角波,正弦波，锯齿波四种低频信号，并且能够经过键盘调控波形的频率、幅值。

本系统包括单片机系统设计（硬件及相关系统控制程序）；FPGA模块设计（软硬件、仿真图等）；D/A模块设计；各种波形控制的设计；键盘、数码显示模块设计等五个部分。

本系统设计的低频信号发生器在经过软、硬件调试后，消除了原本频率调节数值变化较大、波形幅度无法实现调控和程序无法下载等问题，优化了整个系统架构。当今现成的波形发生器里，存在着无法做到输出波形频、幅值微调的弊端，因此，本次设计的低频信号发生器便试着来实现这一功能。

关键词：信号发生器，FPGA，DDS，Verilog HDL语言，高速DA

目录

摘要

Abstract

1 绪论-6

2 设计方案-8

2.1系统总体设计-8

2.2 方案论证-9

2.2.1方案一-9

2.2.2方案二-9

2.2.3方案三-10

2.3 方案确定-10

2.4  DDS技术原理的研究-11

3 系统硬件电路设计框架-12

3.1 硬件电路预警操作-12

3.2系统硬件电路构造-12

3.3 信号滤波及幅度控制电路-14

3.4 LCD1602显示模块-15

3.5 矩阵键盘电路模块-16

3.6 FPGA器件引脚调配-17

4 系统软件设计-20

4.1 波形生成原理-20

4.1.1波形生成编写-20

4.2 软件仿真-21

4.2.1 ROM的设置步骤-21

4.3 系统DDS仿真-24

4.4 波形选择模块与频率控制模块-24

4.5 矩阵键盘控制模块-27

4.6 LCD1602显示控制模块-29

5 调   试-30

5.1 调试方法-30

5.1.1 系统硬件调试-30

5.1.2 系统软件调试-30

5.1.3 整体系统综合调试-30

5.2 调试结果-31

5.2.1 系统仿真结果及分析-31

5.2.2 整体系统综合调试结果-33

结    论-34

参考文献-35

附 录A 实物图-36

附 录B 程序代码-37

致    谢-41