【導(dǎo)讀】頻譜分析儀用來分析信號各頻率上的信號強度。頻譜分析方法，將信號在頻域上進(jìn)行處理、分析以及顯示。早期頻譜分析儀主。后來以傅立葉變換為基礎(chǔ)的現(xiàn)代頻譜分析儀的出現(xiàn)，實現(xiàn)在頻譜分析的數(shù)。字化，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，特別是DSP專用數(shù)字信號處理器的出現(xiàn)，使數(shù)字信號處理的速度得到了大幅度的提高。在數(shù)字信號處理中FFT算法占有。件相結(jié)合的方法，使其結(jié)構(gòu)更加的靈活。本文給出了總體實現(xiàn)框圖:重點設(shè)計實。現(xiàn)了FFT算法，采用了硬件加速，從而提高了運算速度，降低了運算復(fù)雜度。本設(shè)計具有頻譜的顯示及按鍵控制功能，人機(jī)界面友好，操作使用方便的特點。1．2國內(nèi)外信號發(fā)生器的發(fā)展與現(xiàn)狀。

　　

【正文】 冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。 NiosII 嵌入式處理器是 FPGA 生產(chǎn)廠商 Althera 推出的軟核 CPU，它是一種面向用戶的、可靈活定制的通用 RISC 嵌入式 CPU。用戶可以在 Nios 指令系統(tǒng)中增加用戶自定義指令，以增強對強實時軟件算法的處理能力，可以把一個復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)指令序列簡化為一條用硬件實現(xiàn)的單個指令。在需要 使用大量 FFT 算法的場合，可以根據(jù)用戶的需要，定制專門的 FFT 處理器硬件和定制一些諸如復(fù)數(shù)乘法或復(fù)數(shù)加法等傳統(tǒng)運算指令， 同時也可以自定義外設(shè)將其做為 avalon 總線上的一個設(shè)備 CPU 以外設(shè)的形式調(diào)用這個設(shè)備。在此 設(shè)計 的 項目中利用 NiosII 的用戶自定義指令功能，達(dá)到 了 FFT 運算的軟硬件協(xié)同設(shè)計，實現(xiàn)了快速 FFT 的變換。由于軟件直接控制硬件，所以編譯過后的軟件調(diào)試工作，基本上都是軟硬件協(xié)同完成的。因此速度快，占用資源少，容易擴(kuò)展。 同時也起到了硬件加速的作用。 26 參考文獻(xiàn) [1] 電子技術(shù)基礎(chǔ) . 模擬部分 /康華光主編；北京：高等教育出版社， [2] 陳后金 .數(shù)字信號處理 .北京：高等教育出版社， [3] 卡曼（ ） .應(yīng)用 Web 和 MATLAB 的信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)（第二版） .北京：電子工業(yè)出版社， [4] 潘松 ,黃繼業(yè) .EDA 技術(shù)實用教程 （ 第一版 ） .北京 :科學(xué)出版社 ， 2021, 1015 [5] 王建校 .SOPC 設(shè)計基礎(chǔ)與實踐 .西安：西安電子科技大學(xué)出版社， [6] Altera 可編程邏輯器件應(yīng)用技術(shù) /子楓等編著 .北京：科學(xué) 出版社， 2021 [7] 何鋒 .VHDL 語言中信號設(shè)置的不同方式及注意事項 . 半導(dǎo)體技術(shù) , 2021,(03):173176 [8] 程佩青 .數(shù)字信號處理教程 （ 第二版 ） .北京 :清華大學(xué)出版社， 2021: 8791 [9] 黃正瑾，徐堅等著 .CPLD 系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)入門與應(yīng)用 （ 第一版 ） .成都 :電子工業(yè)出版社， 2021: 203209 [10] ， .離散時間信號處理 (DiscreteTime Signal Processing).黃建國，劉樹棠譯 .第一版 .北京 :科學(xué)出版社， 2021, 489494 [11] 李國麗 .EDA 與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計 . 機(jī)械工業(yè)出版社 .2021,25125 [12] 翁木云 .FPGA 設(shè)計與應(yīng)用 .西安電子科技大學(xué) .2021, 12128 [13] 陳意軍，王迎旭 .CPLD 在頻率測控系統(tǒng)中的應(yīng)用 半導(dǎo)體技術(shù) 第 26 卷第 12期 .2021 年 [14] 林明權(quán) .VHDL 數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計范例 .電子工業(yè)出版社 .2021,224241 [15] Altera Corporation． Altera Digital Library 2021,1220 27 致謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計 最終完成。 作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，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(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師張 桐 老師。在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料到設(shè)計方 案的確定和 定稿的完成張老師都 給予了我悉心的指導(dǎo)。其次要感謝我的同學(xué)對我無私的幫助 。在本次設(shè)計中，如果沒有老師和同學(xué)的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計是不可能順利完成的 ，另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。在此， 我再說一次謝謝！ 28 附錄 1 原理圖 電源及接口電路 29 濾波及 ADC 轉(zhuǎn)換電路 30 存儲器電路 31 附錄 2 程序 /****************************** 文件************************************/ include include include define PI define SAMPLENUMBER 128 void InitForFFT()。 void FFT(int dataR[SAMPLENUMBER],int dataI[SAMPLENUMBER])。 void Reverse_Order(int data[SAMPLENUMBER])。 int INPUT[SAMPLENUMBER],DATA[SAMPLENUMBER]。 intf WaveR[SAMPLENUMBER],fWaveI[SAMPLENUMBER], w[SAMPLENUMBER]。 int sin_tab[SAMPLENUMBER],cos_tab[SAMPLENUMBER]。 long int W_sc[SAMPLENUMBER]。 long int FFT_dat[SAMPLENUMBER]。 void FFT_OUT(void) { int i。 InitForFFT()。 for ( i=0。iSAMPLENUMBER。i++ ) { fWaveR[i]=INPUT[i]。 fWaveI[i]=0。 w[i]=0。 W_sc[i]=(cos_tab[i]16)+sin_tab[i]。 } FFT(fWaveR,fWaveI)。 for ( i=0。iSAMPLENUMBER。i++ ) { DATA[i]=w[i]。 } } 32 void FFT(int dataR[SAMPLENUMBER],int dataI[SAMPLENUMBER]) { int x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6,xx。 int i,j,k,b,p,L。 int TR,TI,temp。 Reverse_Order(fWaveR)。 //位運算 for ( i=0。iSAMPLENUMBER。i++ ) { FFT_dat[i]=(dataI[i]16)。 } /************** FFT 運算 *******************/ for ( L=1。L=7。L++ ) //級數(shù)循環(huán) { /* for(1) */ b=1。 i=L1。 while ( i0 ) { b=b*2。 i。 } // 結(jié)點間的距離第 L 級為 b=2^(L1)并且第 L 級共 b 個旋轉(zhuǎn)因子 for ( j=0。j=b1。j++ ) /* for (2) */ { p=1。 i=7L。 while ( i0 ) /* p=pow(2,7L)*j。 */ { p=p*2。 i。 } p=p*j。//旋轉(zhuǎn)因子存儲位置計算 for ( k=j。k128。k=k+2*b ) //蝶形運算 { TI=FFT_dat[k]。 FFT_dat[k]=FFT_dat[k]+p(FFT_dat[k+b] ， W_sc[p])。 //X[k]=X[k]+Wn*X[k+b] FFT_dat[k+b]=TIp(FFT_dat[k+b] ， W_sc[p])。 //X[k]=X[k]Wn*X[k+b] } } } for(i=0。iSAMPLENUMBER。i++) { dataR[i]=(FFT_dat16)amp。0x0000FFFF。 dataI[i]=FFT_datamp。0x0000ffff。 } for ( i=0。iSAMPLENUMBER/2。i++ ) { 33 w[i]=sqrt(dataR[i]*dataR[i]+dataI[i]*dataI[i])。 } } void InitForFFT() { int i。 for ( i=0。iSAMPLENUMBER。i++ ) { sin_tab[i]=sin(PI*2*i/SAMPLENUMBER)。 cos_tab[i]=cos(PI*2*i/SAMPLENUMBER)。 } } void Reverse_Order(int data[SAMPLENUMBER]) { unsigned char BIT_MAX=0,k。 unsigned int BIT_TEMP=0X0001,BIT_sum=0。 unsigned int i=0。 unsigned int BIT_MAP[16]={0}。 int data_temp[SAMPLENUMBER]。 for(i=0。iSAMPLENUMBER。i++) //輸入數(shù)組存儲 { data_temp[i]=data[i]。 } while((BIT_TEMPamp。SAMPLENUMBER)!=SAMPLENUMBER) //計算 FFT運算的最大位數(shù) { BIT_TEMP=0X0001。 BIT_TEMP=BIT_TEMPBIT_MAX。 BIT_MAP[BIT_MAX]=BIT_TEMP。 //存儲二進(jìn)制相應(yīng)位數(shù) BIT_MAX++。 } for(i=0。iSAMPLENUMBER。i++) { BIT_sum=0。 //倒序后的數(shù)據(jù) for(k=0。kBIT_MAX。k++) { if((iamp。BIT_MAP[k])!=0) //二進(jìn)制相應(yīng)位是否為 39。139。 BIT_sum+=BIT_MAP[BIT_MAXk2]。 //計算倒位序 } data[BIT_sum]=data_temp[i]。 } }