正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

7.2萬(wàn)字 82頁(yè) 有設(shè)計(jì)圖和程序代碼
摘要
采用FPGA＋DAC來(lái)實(shí)現(xiàn)DDS。這樣通過(guò)FPGA在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)頻率合成然后通過(guò)DAC形成信號(hào)波形。由于信號(hào)都是由FPGA在數(shù)字域進(jìn)行處理，可以很方便的將FM和AM等調(diào)制在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)。所有調(diào)制電路的功能都由FPGA片內(nèi)的數(shù)字邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化，同時(shí)由于數(shù)字調(diào)制避免了模擬調(diào)制帶來(lái)的誤差和干擾，大大提高了調(diào)制的性能，而且硬件電路設(shè)計(jì)的軟件化，使得電路設(shè)計(jì)的升級(jí)改進(jìn)工作大為簡(jiǎn)化。本系統(tǒng)由FPGA、單片機(jī)控制模塊、鍵盤、LCD液晶顯示屏、DAC輸出電路和末級(jí)放大電路構(gòu)成。僅用單片F(xiàn)PGA就實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（DDS），產(chǎn)生穩(wěn)幅正弦波，并在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)了AM、FM、ASK、PSK等四類調(diào)制信號(hào)。調(diào)制信號(hào)既可由用戶輸入?yún)?shù)由FPGA內(nèi)部生成，也可以從外部輸入。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，電路簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，可擴(kuò)展性強(qiáng)。
Abstract
This system is composed by FPGA, MCU controller, keyboard, LCD, DAC and amplifier modules. The DDS, Direct Digital Synthesizer, which is implemented by a unique FPGA IC, can provide the stable sine signal with digital AM, FM, ASK, PSK modulation. The modulation signal can be provided NOT only by FPGA, which will receive parameters from user, but also from external input. This system features in compact module, simple circuit, powerful functions and flexible expansion.

關(guān)鍵詞: FPGA、DDS、AM、FM、ASK、PSK、單片機(jī)、SPCE061A、累加寄存器
目 錄

一、方案論證與比較………………………………………………………………3
(一)、正弦信號(hào)輸出方案………………………………………………………………4
（二）、信號(hào)調(diào)制方案…………………………………………………………………4
（三）、單片機(jī)方案論證………………………………………………………………6
二、總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………6
（一）、總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述……………………………………………………………………6
1． 統(tǒng)框圖…………………………………………………………………………………6
2． 單片機(jī)小系統(tǒng)…………………………………………………………………………7
3． DDS（數(shù)字頻率合成）及調(diào)制電路模塊……………………………………………7
4． 濾波及放大電路………………………………………………………………………7
5． 電源設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………7
（二）、理論分析與參數(shù)設(shè)計(jì)……………………………………………………………7
1． 載頻參數(shù)計(jì)算…………………………………………………………………………7
2． AM調(diào)制參數(shù)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………7
3． FM調(diào)制參數(shù)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………8
4． ASK/PSK調(diào)制參數(shù)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………8
5． 濾波電路參數(shù)計(jì)算………………………………………………………………………8
6． 放大電路參數(shù)計(jì)算………………………………………………………………………8
(三）、主要電路設(shè)計(jì)與分析………………………………………………………………8
1.基于FPGA的DDS設(shè)計(jì)……………………………………………………………………8
2．M調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………18
3．AM調(diào)制信號(hào)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………20
4．PSK、ASK信號(hào)的產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………22
5．ASK信號(hào)的產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)………………………………………………………………23
三、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)……………………………………………………………………26
四、次要電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………………26
（一）、控制模塊……………………………………………………………………………26
（二）、信號(hào)產(chǎn)生模塊………………………………………………………………………27
1．DAC模塊…………………………………………………………………………………27
2．濾波部分…………………………………………………………………………………28
3．放大部分…………………………………………………………………………………28
4．鍵盤設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………30
五 、軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………32
（一）、設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………………………32
（二）、設(shè)計(jì)思路…………………………………………………………………………32
（三）、程序編寫…………………………………………………………………………34
1．AD9850程序編寫…………………………………………………………………………35
2．ADC程序編寫……………………………………………………………………………38
3．AGC程序編寫……………………………………………………………………………40
4．ADC程序編寫……………………………………………………………………………44
5．SPCE061V004程序編寫…………………………………………………………………46
6．鍵盤程序編寫……………………………………………………………………………59
7．LCD程序編寫……………………………………………………………………………62
六、指標(biāo)測(cè)試……………………………………………………………………………78
（一）、基本要求測(cè)試……………………………………………………………………78
1．正弦波頻率范圍測(cè)試……………………………………………………………………78
2．頻率步進(jìn)設(shè)置測(cè)試………………………………………………………………………78
（二）、發(fā)揮部分測(cè)試………………………………………………………………………79
1．調(diào)制信號(hào)調(diào)制度 測(cè)試………………………………………………………………79
2．調(diào)制度 步進(jìn)測(cè)試……………………………………………………………………79
3．頻率調(diào)制信號(hào)頻偏測(cè)試…………………………………………………………………80
4．PSK、ASK調(diào)制測(cè)試………………………………………………………………………80
（三）、擴(kuò)展部分測(cè)試………………………………………………………………………80
七、總結(jié)………………………………………………………………………………………80
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………81