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攀枝花学院专科毕业设计（论文）摘要摘要技术的实现依赖于高速、高性能的数字器件，选用现场可编程器件FPGA作为目标器件，可利用其高速、高性能及可重构性，根据需要方便地实现各种比较复杂的调频、调相和调幅功能。
本设计给出了基于FPGA芯片的直接数字频率合成器（DDS）的设计方法。
因为微电子技术的不断发展，开发者能很容易地将整个应用系统实现在一片FPGA 中，从而实现片上系统（SoC）。
因此，用FPGA实现DDS就有了更广泛的现实意义，并在现代通信系统中具有良好的实用性。
本设计在介绍DDS工作原理的基础上，运用EDA技术，使用FPGA来实现一个DDS，频率控制字和相位控制字由凌阳单片机来完成。
关键词：直接数字频率合成器，现场可编程门阵列（FPGA），相位累加器，数/模转换器，凌阳单片机I攀枝花学院专科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTThe realization of technology depends on the high-speed , high-performance digital device, select to use on-the-spot programming device FPGA as the goal device, it can utilize its high speed , high performance and can reconstructing,it last various complicated frequency modulation, last looks and amplitude modulation function according to need conveniently. Originally design the design method to provide direct digital frequency synthesizer (DDS ) based on FPGA chip. Because of the constant development of the microelectric technique, the developer can employ the system to realize in a slice of FPGA entirely very much easily , thus it is systematic (SoC ) to realize on slice. So realize with FPGA DDS have extensive realistic meaning , and have good practicability in the modern communication systems.Originally design on the basis of introduction DDS operation principle, use EDA technology , use FPGA to realize one DDS, frequency control word and phase place control word finish by Ling Yang one-chip computer.Keywords:Direct Digital Frequency Synthesizer, FPGA, Phase Addition, DAC,SPCE061A.II目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2发展方向 (1)2方案设计与论证 (2)2.1方案设计 (2)2.2方案论证 (2)3 模组简介 (3)3.1 凌阳单片机介绍 (3)3.1 .1凌阳单片机61板简介 (3)3.1.2 SPCE061A单片机简介 (4)3.2.现场可编程门阵列（FPGA）简介 (7)3.3 VHDL简介 (8)3.3.1概述 (8)3.3.2 HDL的种类 (9)3.3.3 VHDL语言开发环境和硬件平台 (10)3.3.4 VHDL 程序结构 (10)3.４DAC 0832及应用 (11)3.４.1 DAC的内部结构 (11)3.４.2 DAC 0832的基本工作方式 (12)3.５滤波电路 (14)3.５.1、初步定义 (14)3.５.2、有源滤波电路的分类 (14)3.５.3、一阶有源滤波电路 (15)3.５.4、二阶有源滤波电路 (16)3.６ DSP简介 (16)4 DDS的工作原理 (18)4.1 DDS基本原理 (18)4.2 DDS的FPGA实现设计 (18)5 系统软件设计 (21)5.1系统控制部分 (21)5.2 按键控制部份 (25)5.３调试 (26)6 结论 (28)参考文献 (29)附录：部分元器件清单 (30)致谢 (31)1 绪论1.1课题背景1971年，美国学者J.Tierncy、C.M.Reader和B..Gold提出了以全数字技术从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。
基于FPGA平台的数字频率合成器的设计和实现数字频率合成技术是一种实现高精度频率合成的方法，具有广泛应用价值。
在数字频率合成中，FPGA是一种非常重要的平台，能够实现高速、高精度、可编程的数字频率合成。
本文将介绍基于FPGA平台的数字频率合成器的设计和实现。
一、FPGA简介FPGA是一种可以编程的数字集成电路，具有非常灵活的可编程性。
FPGA中包含了大量的逻辑单元、存储单元和输入输出接口，可以通过编程实现各种数字电路功能。
FPGA具有高速、高度集成、低功耗等优点，在数字电路的设计和实现中得到了广泛应用。
二、数字频率合成的基本原理数字频率合成是通过一组特定的频率合成器和相位加法器来合成所需要的频率。
首先，将参考频率和相位加法器连接起来，形成一个频率合成器。
然后，将输出频率与参考频率的比例进行数字控制，并将输出频率的相位与参考频率相位进行加法计算，最终输出要求的频率。
三、数字频率合成器的设计1. 参考频率生成模块参考频率生成模块是数字频率合成器的核心模块。
参考频率一般使用晶振作为输入信号，并通过频率除和锁相环等技术来产生高精度的参考频率。
在FPGA中，可以使用PLL、DCM等IP核来实现参考频率的生成。
2. 分频器分频器是将参考频率转化为所需的输出频率的模块，一般使用计数器实现。
在FPGA中，可以使用计数器IP核或使用Verilog等HDL语言来实现。
3. 相位加法器相位加法器用于将输出频率的相位和参考频率的相位相加。
在FPGA中，可以使用LUT（查找表）实现相位加法器。
4. 控制单元控制单元用于控制数字频率合成器的各个模块，并实现与外部设备的接口。
在FPGA中，可以使用微处理器或FPGA内部逻辑来实现控制单元。
四、数字频率合成器的实现数字频率合成器的实现需要进行数字电路设计和FPGA编程。
一般来说，可以采用Verilog或VHDL等硬件描述语言进行FPGA编程，实现各个模块的功能。
数字电路设计过程中，需要考虑到功耗、面积和时序等问题，同时需要进行仿真和验证。
基于FPGA的直接数字频率合成技术设计
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实践证明：用ＦＰＧＡ设计ＤＤＳ电路较采用专用ＤＤＳ芯片更为灵活。
因为，只要改变ＦＰＧＡ中的ＲＯＭ数据，ＤＤＳ就可以产生任意波形，因而具有相当大的灵活性。
相比之下：ＦＰＧＡ的功能完全取决于设计需求，可以复杂也可以简单，而且ＦＰＧＡ芯片还支持在系统现场升级，虽然在精度和速度上略有不足，但也能基本满足绝大多数系统的使用要求。
另外，将ＤＤＳ设计嵌入到ＦＰＧＡ芯片所构成的系统中，其系统成本并不会增加多少，而购买专用芯片的价格则是前者的很多倍。
因此，采用ＦＰＧＡ来设计ＤＤＳ系统具有很高的性价比。
·。
第27卷第6期增刊 2006年6月仪 器 仪 表 学 报Chinese Journal of Scientific InstrumentVol.27No.6J une.2006 基于FPGA 的直接数字频率合成器的设计董国伟 李秋明 赵强 顾德英 汪晋宽(东北大学秦皇岛分校 秦皇岛 066004)摘 要 本文介绍了直接数字频率合成器(DDS )的基本组成及设计原理,给出了基于FP GA 的具体设计方案及编程实现方法。
仿真结果表明,该设计简单合理,使用灵活方便,具有良好的性价比。
关键词 直接数字频率合成器(DDS )FP GA 性价比Design of direct digital frequency synthesizer based on FPGADong Guowei Li Qiuming Zhao Qiang Gu Deying Wang Jinkuan(N ortheastern Universit y at Qinhuang dao ,Qinhuang dao 066004,China )Abstract The struct ure and principles of Direct Digital Frequency Synt hesizer is introduced.Also a detailed design and t he met hod of program realization based on FP GA are introduced.The result of simulation shows t hat t he design is simple and feasible ,convenient and flexible.Ratio for quality to price is high.K ey w ords direct digital frequency synt hesizer (DDS ) FP GA quality to price1 引 言直接数字频率合成器(简称DDS )是一种将直接合成所需波形的新的频率合成器,它具有频率分辨率高、相对带宽宽、转换速度快及相位噪声低的优点。
基于FPGA的直接数字频率合成器设计王元华【摘要】本文将FPGA器件和DDS技术相结合,确定了FPGA器件的整体设计方案。
笔者利用FPGA器件规模大、设计灵活方便的特点,分析研究了用FPGA器件实现DDS系统的方法,并对其关键技术进行了优化处理,采用流水线结构的相位累加器设计和FPGA内嵌的波形存储器设计,在Quartus II软件中采用基于硬件描述语言（VHDL）的自顶向下的设计方法来完成仿真实验。
%Combining the FPGA device with the DDS technology,the design scheme of the FPGA device is described in this paper.The FPGA device has the features of large in scale and design flexible,the method of implementing DDS system based on the FPGA device is analyzed,and the key technology is optimized,including pipeline structures of phase accumulator and the embed waveform memory of FPGA.The simulation experiment is completed using VHDL with the top-down design methods in Quartus II software.【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2012(034)005【总页数】3页(P52-54)【关键词】DDS;FPGA;仿真【作者】王元华【作者单位】齐鲁师范学院物理系,山东济南250200【正文语种】中文【中图分类】TN741直接数字频率合成或DDS(Direct Digital Frequeney Synthesis)技术是近年发展起来的一种新的频率合成技术［1］。
基于FPGA的直接数字频率合成器的设计和实现摘要介绍了利用的器件150实现直接数字频率合成器的工作原理、设计思想、电路结构和改进优化方法。
关键词直接数字频率合成现场可编程门阵列直接数字频率合成,即，一般简称是从相位概念出发直接合成所需要波形的一种新的频率合成技术。
目前各大芯片制造厂商都相继推出采用先进工艺生产的高性能和多功能的芯片其中应用较为广泛的是公司的985系列，为电路设计者提供了多种选择。
然而在某些场合，专用的芯片在控制方式、置频速率等方面与系统的要求差距很大，这时如果用高性能的器件设计符合自己需要的电路就是一个很好的解决方法。
1是公司着眼于通信、音频处理及类似场合的应用而推出的器件芯片系列，总的来看将会逐步取代10系列，成为首选的中规模器件产品。
它具有如下特点11采用查找表和嵌入式阵列块相结合的结构，特别适用于实现复杂逻辑功能存储器功能，例如通信中应用的数字信号处理、多通道数据处理、数据传递和微控制等。
2典型门数为1万到10万门，有多达49152位的每个有4096位。
3器件内核采用25电压，功耗低，能够提供高达250的双向功能，完全支持33和66的局部总线标准。
4具有快速连续式延时可预测的快速通道互连；具有实现快速加法器、计数器、乘法器和比较器等算术功能的专用进位链和实现高速多扇入逻辑功能的专用级连接。
150具有典型门数50000门，逻辑单元2880个，嵌入系统块10个，完全符合单片实现电路的要求。
因此采用它设计电路，设计工具为的下一代设计工具软件。
范文先生网收集整理1电路工作原理图1所示是一个基于的电路的工作原理框图。
的工作原理是以数控振荡器的方式产生频率、相位可控制的正弦波。
电路一般包括基准时钟、频率累加器、相位累加器、幅度相位转换电路、转换器和低通滤波器。
《基于FPGA的PLL+DDS的频率合成器》篇一一、引言随着通信技术的飞速发展，频率合成器作为电子系统中的关键部件，其性能和稳定性直接影响到整个系统的性能。
本文将详细介绍一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的PLL（锁相环）+DDS（直接数字合成器）的频率合成器，并对其设计原理、实现方法及性能优势进行深入探讨。
二、PLL+DDS频率合成器的工作原理PLL+DDS频率合成器通过将PLL与DDS结合，利用两者的优势来达到高精度、高稳定性的频率输出。
PLL模块主要负责跟踪和生成参考频率，而DDS模块则能够快速生成多种频率的波形。
FPGA作为核心控制器，负责协调PLL和DDS模块的工作，实现频率的合成和输出。
三、设计实现1. 硬件设计在硬件设计方面，PLL+DDS频率合成器主要包含FPGA、PLL模块、DDS模块以及输出电路等部分。
其中，FPGA作为核心控制器，负责协调整个系统的运行。
PLL模块采用高精度的锁相环电路，以实现稳定的参考频率输出。
DDS模块则采用数字方式生成多种频率的波形。
2. 软件设计在软件设计方面，需要编写FPGA的程序代码来实现对PLL 和DDS模块的控制。
通过配置FPGA的IO口，实现对PLL和DDS模块的驱动和控制。
同时，还需要编写相应的算法程序，以实现频率的合成和输出。
四、性能优势基于FPGA的PLL+DDS频率合成器具有以下优势：1. 高精度：PLL和DDS的结合使得频率合成器具有高精度的频率输出。
2. 高稳定性：通过PLL模块的锁相环电路，可以实现稳定的参考频率输出，从而提高整个系统的稳定性。
3. 快速响应：DDS模块采用数字方式生成波形，具有快速响应的特点，可以快速调整输出频率。
4. 灵活性：FPGA的可编程性使得频率合成器具有很高的灵活性，可以方便地实现多种功能的扩展和升级。
五、应用领域基于FPGA的PLL+DDS频率合成器在通信、雷达、电子测量等领域具有广泛的应用。
例如，在通信系统中，它可以为基站提供稳定的射频信号；在雷达系统中，它可以为雷达提供精确的扫描频率；在电子测量领域，它可以用于信号源的生成和测试等。
1JANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FPGA技术实验报告基于FPGA的直接数字频率合成器设计学院：电气信息工程学院专业：电子信息工程班级：姓名：学号：指导教师：戴霞娟、陈海忠时间: 2015.9.241目录绪论.......................................................................................... 错误！未定义书签。
一、背景与意义 (2)二、设计要求与整体设计 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 数字信号发生器的系统组成 (3)2.3 DDS技术 (3)三、硬件电路设计及原理分析 (4)3.1 硬件电路设计图 (4)3.2 设计原理 (5)四、程序模块设计、仿真结果及分析 (5)4.1顶层模块设计 (6)4.2分频模块设计 (6)4.3时钟模块设计 (11)4.4数据选择模块设计 (12)4.5正弦波产生模块设计........................................................ 错误！未定义书签。
4.6三角波产生模块设计 (15)4.7方波产生模块设计............................................................ 错误！未定义书签。
4.8锯齿波模块设计 (18)五、软硬件调试 (21)5.1正弦波 (22)5.2锯齿波 (22)5.3方波 (23)5.4三角 (23)六、调试结果说明及故障分析 (24)七、心得体会 (24)八、参考文献 (25)九、附录 (25)绪论直接数字频率合成技术(DirectDigitalFrequencySynthesi，即DDFS一般简称DDS)是从相位直接合成所需波形的一种新的频率合成技术。
近年来,直接数字频率合成器由于其具有频率分辨率高、频率变换速度快、相位可连续变化等特点,在数字通信系统中已被广泛采用。
基于FPGA的直接数字频率合成器的设计本科设计毕业设计论文基于FPGA的直接数字频率合成器的设计摘要在频率合成领域，常用的频率合成技术有直接模拟合成、模拟锁相环、小数分频锁相环等，直接数字频率合成（Direct Digital Frequency Synthesis ，DDFS，简称DDS）是近年来的新的频率合成技术。
本文介绍了直接数字频率合成器的基本组成及设计原理，给出了基于FPGA的具体设计方案及编程实现方法。
仿真结果表明，该设计简单合理，使用灵活方便，通用性好，可写入各种FPGA 芯片，最高可将频率提高100万倍。
具有良好的性价比。
关键词直接数字频率合成器(DDS) FPGADesign of direct digital frequency synthesizer based on FPGAAbstract In Frequency domain, the common Synthesis technology has Direct simulation, phase lock loop simulation, decimal Frequency and phase lock loop, Direct Digital Frequency Synthesis (as some DDFS, Digital, referred to as spurious bio-synthesis) in recent years is the new Frequency Synthesis technology. The structure and principles of Direct Digital Frequency Synthesizer is introduced. Also a detailed design and the method of program realization based on FPGA are introduced. The result of simulation shows that the design is simple and feasible, convenient and flexible, high universality, writeable various FPGA chip, the highest frequency can be 100 million times. Ratiofor quality to price.Keywords Direct Digital frequency Synthesizer(DDS) FPGA前言在频率合成领域，常用的频率合成技术有直接模拟合成、模拟锁相环、小数分频锁相环等，直接数字频率合成（DDS）是近年来的新的频率合成技术。
