本科毕业设计（论文）
题目 基于FPGA的函数信号发生器
的设计与实现
学 院 电气工程及其自动化（单招）
年 级 2011 专 业 电气自动化
班 级 1608112 学 号 160811216 学生姓名 朱浩杰
校内导师 罗韩君 职 称 讲师 校外导师 职 称
论文提交日期 2015-05-12
常熟理工学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书
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基于FPGA的函数信号发生器的设计与实现
摘要
当今函数信号发生器的设计是一个非常热门的领域，在科研领域几乎随处可见，为了与时代发展接轨，FPGA技术与DDS技术都在不断的发展，信号发生器已经被设计得越来越完善越来越功能化，信号发生器的工作的领域也得到了一定的扩展，信号发生器不止在工作于科研领域，在通信以及其他领域都可以运用到它，与此同时随着科研技术的发展它的成本也降低了很多。
信号发生器的设计有着非常悠久的历史，所以本文先从它的背景现状与发展趋势开始介绍，接下来介绍了函数信号发生器的功能，紧接着介绍了在信号发生器领域运用最广的DDS原理。由此推出了本次毕业设计的方案，而且本文还逐一介绍了它的优点，随即介绍了FPGA现在的发展趋势，在最后本文介绍了设计的流程与实现的功能与我们所期待的进行了比对。
当然设计需要软件的同时也是需要硬件的，这次我们需要的芯片是由美国Altera公司生产的芯片（EP3C25Q240C8）。当然我们也可以借助Quartus软件进行仿真模拟，本次设计的要求是使用VHDL语言在Quartus软件里编译仿真并得出仿真最终结果。
关键词：数字信号发生器 可编程门阵列 直接数字合成
I
FPGA function Signal Generator Design and Implementation
Abstract
Today's function signal generator design is a very popular field, it almost covers all the field of scientific research , in order to align with the time development of FPGA and DDS technology , signal generator has been designed to be more and more perfect ,more and more function, signal generator has also been extended, signal generator more than in the work in the field of scientific research, in the communication and other fields can use it at the same time as the scientific research and technological development of its cost also reduces a lot.
The design of the signal generator has a very long history, so this paper first from the background of the status and development trend of began to introduce. Next it introduces the function signal generator's function, followed by introduction of the DDS principle of the most widely used in the field of signal generator. Thus launched the graduation design scheme. And this is one of the its advantages, then describes the development trend of FPGA now, in the last part, the paper introduces the design process and the realization of the function and we look forward to the alignment.
Of course, design needs the software as well as the hardware, and the chip we need is the chip (EP3C25Q240C8), produced by Altera.. Of course, we can use Quartus software for simulation, the design requirement is to use VHDL language in the Quartus software compiler simulation and simulation results.
Keywords：Digital Signal Generator; FPGA;Direct digital synthesis
II
目录
1 概述 ..................................................................................................................................... 1
1.1 函数信号发生器发展的背景以及意义 ....................................................................... 1 1.2 信号发生器发展趋势与应用 ....................................................................................... 1 1.3 本论文的主要内容 ....................................................................................................... 2 1.4 本章小结 ....................................................................................................................... 2
2 DDS的原理 ........................................................................................................................ 3
2.1 DDS的设计 .................................................................................................................... 3 2.2系统方案的比较与选择 ................................................................................................ 4 2.2.1设计的要求以及分析 ............................................................................................. 5 2.2.2设计方案的比较 ..................................................................................................... 6 2.3本章小结 ........................................................................................................................ 6
3 FPGA板块与结构的介绍 .............................................................................................. 7
3.1 FPGA核心板块的原理图和其PCB的设计 .................................................................. 7 3.1.1 时钟电路 ................................................................................................................ 7 3.1.2 电源产生电路 ........................................................................................................ 8 3.1.3 复位电路设计 ........................................................................................................ 9 3.1.4 配置电路模块 ........................................................................................................ 9 3.2 本章小结 ..................................................................................................................... 10
4 基于FPGA函数信号发生器的实现 ......................................................................... 11
4.1 FPGA及其开发环境的介绍 ........................................................................................ 11 4.2Quartus II软件工程的建立 ...................................................................................... 12 4.2.1打开Quartus软件，建立一个空白的工程 ....................................................... 12 4.2.2 新建顶层编辑模块 .............................................................................................. 13 4.2.3 建立VHDL语言的编程模块 ................................................................................ 15 4.3 DDS信号源的设计方案分析及优点 .......................................................................... 15 4.3.1 毕业设计要求分析 .............................................................................................. 15
III