基于FPGA的DDS信号发生器的设计
摘要：文章介绍利用现场可编程逻辑门阵列FPGA实现直接数字频率合成（DDS）的原理，以及以DDS为核心的信号发生器。探讨DDS技术在FPGA中的实现方法，提出采用ALTERA公司的FLEX系列FPGA芯片FLEX10K进行直接数字频率合成的VHDL源程序。
关键词：直接数字频率合成（DDS）；现场可编程逻辑器件（FPGA）；硬件描述语言（VHDL）
信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器的实现方法通常是采用分立元件或单片专用集成芯片，但其频率不高，稳定性较差，且不易调试，开发和使用上都受到较大限制。
随着数字技术在仪表和通信系统中的广泛应用，一种从参考频率源生成多种频率的数字控制方法应运而生，这种技术就是DDS（即直接数字合成）。DDS技术是一种从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的全数字频率合成技术。目前，各大芯片制造厂商都相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能、多功能DDS芯片，为电路设计者提供了多种选择。然而在某些场合，专用DDS芯片在控制方式、置频速率等方面与系统的实际要求存在很大差距，这时可以采用高性能FPGA来设计符合具体需要的DDS电路。
随着可编程逻辑器件(FPGA)的不断发展，直接频率合成(DDS)技术应用的愈加成熟，利用DDS原理在FP-GA平台上开发高性能的多种波形信号发生器与基于DDS芯片的信号发生器相比，成本更低，操作更加灵活，而且还能根据要求在线更新配置，系统开发趋于软件化、自定义化。本文研究了基于FPGA的DDS信号发生器设计，实现了满足预定指标的多波形输出。
毕业设计说明书目录
1 引言……… ……………………………………………………………………………1
2 总体设计……………………………………………………………………………………………1
2.1 DDS基本原理………………………………………………………………………………1
2.2 系统总体方案设计…………………………………………………………………………2
2.3系统功能单元实现………………………………………………………………………2
2.3.1波形数据产生单元………………………………………………………………2
2.3.2 D／A转换单元…………………………………………………………………………4
2.3.3 滤波处理单元…………………………………………………………………………4
3硬件电路设计………………………………………………………………………………………4
3.1硬件电路框图的总体设计…………………………………………………………4
3.2 AD9708简介………………………………………………………………………5
3．3 FPGA简介…………………………………………………………………………………8
3.3.1 EP1C5T144简介…………………………………………………………………………8
3．3．2 键盘显示设计电路……………………………………………………………………8
4. 软件设计……………………………………………………………………………………………12
4．1主程序流程…………………………………………………………………………………12
4.2 键盘显示子程序流程……………………………………………………………………13
4．3程序…………………………………………………………………………………………14
4.4 键盘显示子程序…………………………………………………………………………15
5．软硬件系统的调试…………………………………………………………………17
6． 附录…………………………………………………………………………………19
7． 参考文献……………………………………………………………………………20
参考文献
[1] 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛制作实训.北京:北京航空航天大学出版社，2007
[2] 潘松 赵敏笑.EDA技术及其应用.北京：科学出版社，2007
[3] 刘爱荣 王振成.EDA技术与CPLD/FPGA开发应用简明教程.北京：清华大学出版社，2007
[4] 毛谦敏.单片机原理及应用系统设计.北京：国防工业出版社，2005
[5] 辛友顺 胡永生 薛小铃.单片机应用系统设计与实现.福州：福建科学技术出版社，2005
[6] 周立功.EDA实验与实践.北京：北京航空航天出版社，2008
[7] 徐志军 徐光辉.CPLD/FPGA的开发与应用.北京：电子工业出版社，2002
[8] 曾繁泰 侯亚宁 崔元明.可编程器件应用导论.北京：清华大学出版社，2001
