【正文】 ADDB6 AD數(shù)據(jù)線 28 ADDB7 AD數(shù)據(jù)線 29 ADCLK AD時鐘線 30 31 32 33 34 30 表 LCD1602 參數(shù) 圖 426 LCD1602 實物圖 表 LCD1602 引腳功能 1602LCD 主要技術參數(shù) 具體值 顯示容量 16 2 個字符 芯片工作電壓 — 工作電流 () 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 (W H)mm 引 線 號 符 號 名 稱 功 能 1 Vss 接地 0V 2 VDD 電路電源 5V177。 5 系統(tǒng)仿真與驗證 33 本設計是在 EDA 設計平臺上實現(xiàn)系統(tǒng)的仿真，所以需要的裝置主要有 PC 機和Altera 公司的 Quartus II軟件。 Quartus II是一種常用的 EDA 工具。波形存儲器 (ROM)通過調用 sin_rom元件實現(xiàn)，其 sin_rom的值 .mif 是一個存放波形幅值的文件。在輸入部分每次按下波形控制按鍵即可切換輸出波形，一共設計了 4種不同的波形分別為正弦波、三角波、方波和鋸齒波。但是系統(tǒng)的功能還沒有得到完全利用，由于 DDS 技術是利用查表法來產生波形的，則在基于 FPGA 設計時只要把 ROM 改成RAM 變可實現(xiàn)任意波形的產生。大學四年，我學到了很多新的知識，同時我也改變了很多進步了很多。作為一個本科生，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及康樂同學們的幫助和支持，想要完成這個設計是困難的。在劉老師的悉心指導下，我對畢業(yè)設計的認識從一團糟到有了初步的認識到明確了任務目標，再到基本工作的組織和完成以及對工作任務的檢查和整理。第三，外圍電路沒有設計鍵盤輸入模塊，使得操作不夠直觀靈活。今天 DDS 廣泛用于接受機本振、信號發(fā)生器、儀器、通信系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)等， 尤其適合跳頻無線電通信系統(tǒng)。 圖 52 正弦波輸出圖 圖 53 正弦波周期 通過圖 52 和圖 53 可看到正弦波的周期為 2048，采樣點數(shù)設計為 8k。用 Quartus II設計 DDS 系統(tǒng)數(shù)字部分最簡單的方法是采用原理圖輸入。當信號 LOCK 有效時，將事先設定的頻率控制字輸出送入相位累加本設計的硬件驗證過程中，針對實驗開發(fā)系統(tǒng)所提供的輸入、輸出信號。本章首先介紹各個模塊的設計和功能，并進行了 時序仿真，使得每一部分功LCD1602 VS S VD D VO R S RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D 7 A K +5V 數(shù)據(jù)輸出端口 GND 32 能正常后進行整體仿真；在得到正確的仿真結果后，根據(jù)仿真設計硬件電路。 1602LCD 是指顯示的內容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 DAC9280 適合工業(yè)溫度范圍（－ 40℃ ~+85℃）。其中每個引腳對應如下表 所示。 硬件電路設計 硬件電路包括 FPGA 最小系統(tǒng)的各個單元電路和 DDS 系統(tǒng)的一些輔助外圍單元電路。 f_tri=1 t=[0::1]。b0))。b1), .clocken2 (139。b0), .address_b (139。 圖 417 MATLAB 生成的正弦波形圖 最后生成的 ROM 文件 sin_rom如下所所示： module sin_rom ( address, clock, q)。因此，應當用 MATLAB 語言描述正弦方程式，最后再將其轉化為所需的 .mif 文件。合理運用進位鏈能夠提高系統(tǒng)運行速度。 [8] 利用 Quartus II的 Mega Wizard Plug_In Manager 設計 8 位 ROM 模塊，并講波形數(shù)據(jù)加載于此 ROM 中。 LCD1602 液晶顯示模塊原理圖如圖 411 所示。如果列線信號全為高電平，則代表低電平信號所在的行中無按鍵按下；如果列線有輸入為低電平，則低電平信號所在的行和出現(xiàn)低電平的列的交點處有按鍵按下。 2） 10 相位寄存器如圖 43 所示 圖 43 十位寄存器 鍵盤部分 1）按鍵狀態(tài)機消抖 按鍵經(jīng)消抖程序處理后，輸出一個 低電平跳變檢測按鍵是否按下時即檢測是否有下降沿信號。設計中整個系統(tǒng)只加入了一級流水線來提高速度。根據(jù)設計的具體要求，還設計了一個系統(tǒng)控制電路，該電路可靈活設計，以突出 FPGA 的優(yōu)點所在。所以對雜散的分析和抑制，一直是國內外研究的特點，因為他從很大程度上決定了 DDS 的性能。 頻率切換時間 頻率切換時間是指頻率合成器輸出頻率由一個頻點切換到另一個頻點并能達到穩(wěn)定工作時間所需要的時間。 圖 32 DDS 基本結構框圖 輸出 of 時鐘 正 弦 查詢表 地 址 計數(shù)器 DAC LPF 13 DDS 系統(tǒng)的主要技術指標 對于頻率合成器的基本要求是既要合成所需頻率，又要保證信號純凈。下面對 DDS 的基本結構予以說明。波形存儲器的輸出送到 D/A 轉換器， D/A 轉器將數(shù)字量形式的波形幅值轉換成所要求合成頻率的模擬量形式信號。 DDS 系統(tǒng)工作原理 DDS 的理論基礎是奈奎斯特抽樣定理。 圖 28 加入節(jié)點后的波形圖 4） 設置為功能仿真： Assignmen— Timing Analysis Settings— Simulator Settings—Simulation mode 選擇 Functional, 生 成 網(wǎng) 絡 表 Processing —Generate Functional Simulation Netlist。 （ 2） 文本編輯（ verilog） 7 文本編輯（ verilog）的操作如下： 1）建立我們的 project2項目如 下圖 25所示。 【 New Quartus II Project】選項：新建工程。 （ 3）仿真與定時分析：仿真和定時分析均屬于設計校驗，其作用是測試設計的邏輯功能和延時特性。該軟件含有工作組計算、集成邏輯分析儀、 EDA 工具集成、多過程支持、增強重編譯和 IP 集成等特性，支持百 萬門級的設計、高速 I/O 設計，具有更強的設計能力和更快的編譯速度。為了取得更快的頻率轉換速度，隨著數(shù)字技術的發(fā)展，出現(xiàn)了直接數(shù)字頻率合成器 DDS。這兩種合成方法的主要區(qū)別在于所使用的參考頻率源的數(shù)目不同。相位截斷、幅度量化和 DAC 轉化器的非線性是 DDS 雜散的主要來源。 2 頻率合成技術的發(fā)展 頻率合成分為很多類。隨著現(xiàn)代電子技術的飛速發(fā)展現(xiàn)代電子測量工作對波形發(fā)生器的性能提出了更高的要求，不僅要求能產生正弦波、方波等標準波形，還要求能夠根據(jù)需要產生任意波形，具有輸出波形質量好、頻率范圍寬、穩(wěn)定度高、頻率轉換速度快且頻率轉換時輸出波形相位連續(xù)等特點。 then using hardware description language Verilog HDL implementation of the sub module design, and gives the corresponding timing simulation waveform. Finally, to download verified in EP2C8Q208C8 development board Altera pany production, experimental results verify the performance of this system. 【 Key Words 】 Direct digital frequency synthesizer (DDS),Hardware description language,Field programmable logic gate array（ FPGA） 【 Type Of Thesis】 Design I 目 錄 1 緒論 ....................................................................................................................... 1 研究背景及意義 ........................................................................................ 1 國內外發(fā)展狀況 ......................................................................................... 2 頻率合成技術的發(fā)展 ..................................................................... 2 直接數(shù)字頻率合成技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .................................. 2 本文研究內容及章節(jié)安排 ........................................................................ 3 2 QuartusII 軟件簡介和使用 .................................................................................. 4 Quartus II 軟件簡介 .................................................................................... 4 Quartus II 軟件的使用 ................................................................................ 4 Quartus II 工作環(huán)境介紹 ........................................................................... 5 本章小結 .................................................................................................... 9 3 DDS 系統(tǒng)簡介 ..................................................................................................... 10 DDS 系統(tǒng)工作原理 ............................................................................... 10 DDS 系統(tǒng)電路 ....................................................................................... 12 DDS 系統(tǒng)的主要技術指標 ................................................................... 13 頻率范圍 ..................................................................................... 13 頻率分辨率 ................................................................................. 13 頻率切換時間 ............................................................................... 13 本章小結 ..................................................................................................