基于VHDL的DDS实现及仿真VIP免费

基于VHDL的DDS实现与仿真（宜宾学院物理与电子工程学院2011级2班段艳婷110302034）摘要：本文论述了直接数字频率合成技术（DDS）的信号发生器的设计与实现。本设计以DDS芯片CycloneⅡ：EP2C5T144C8为频率合成器，以AVR单片机ATmega16为进程控制和任务调度核心，用AD603实现增益控制（AGC）和功率放大，串行数模转换器（D/A）MAX531实现方波占空比调节，并用LCD12864液晶显示及键盘构成幅度、频率、方波占空比均可调的函数信号发生器。本文分析了DDS的设计原理，基于VHDL语言进行系统建模，对DDS进行参数设计，实现了可重构的IP核，能够根据需要方便的修改参数以实现器件的通用性。同时利用QuartusⅡ编译平台完成一个具体DDS芯片的设计，详细阐述了基于VHDL编程的DDS设计方法步骤。针对DDS频率转换时间短，分辨率高等优点,提出了基于FPGA芯片设计DDS系统的方案。该方案利用Altera公司的QuartusⅡ开发软件,完成DDS核心部分即相位累加器和RAM查找表的设计,可得到相位连续、频率可变的信号，并通过单片机配置FPGA的E^2PROM完成对DDS硬件的下载,最后完成每个模块与系统的时序仿真。经过电路设计和模块仿真,验证了设计的正确性。由于FPGA的可编程性,使得修改和优化DDS的功能非常快捷。直接数字频率合成信号发生器关键字：DDS，CycloneⅡ，QuartusⅡ，FPGA中图分类号：TN正文：目录第一章、绪论1.1DDS引言1.2直接数字合成器的概念及其发展1.3DDS技术在国内研究状况及其发展趋势1.4频率合成器的种类与技术发展趋势1.5DDS优势1.6课题主要研究内容和技术要求第二章、超大规模集成电路设计介绍2.1引言2.1.1EDA技术的含义及其特点2.1.2EDA技术的主要内容2.2大规模可编程逻辑器件2.2.1FPGA的介绍2.2.2CPLD的介绍2.2.3FPGA与CPLD的区别2.3硬件描述语言（HDL）2.3.1VHDL简介2.3.2VHDL主要特点2.3.3VHDL语言的优势2.4软件开发工具第三章、DDS工作原理和主要特点3.1DDS的基本工作原理3.2DDS的主要特点3.3DDS建模第四章、用VHDL来编程实现和仿真4.1VHDL编程实现4.1.132位加法器的VHDL实现程序4.1.232位加法器的生成模块4.1.332位寄存器的VHDL实现4.1.432位寄存器的生成模块4.1.5波形数据ROM的VHDL实现4.1.6波形数据ROM的生成模块4.1.7整形模块设计4.2用QuartusⅡ进行DDS仿真4.2.1QuartusⅡ软件简介4.2.2用QuartusⅡ的仿真步骤和图像4.2.3注意事项第五章、设计相关数据处理与图像分析5.1电路原理图5.2仿真波形图5.3数据验证5.4波形毛刺儿的分析及消除第六章、结束语5.1总结5.2参考文献5.3致谢5.4附录第一章绪论1.1、DDS引言频率合成技术是将一个（或多个）基准频率变换成另一个（或多个）合乎质量要求的所需频率的技术。在通信、雷达、导航、电子侦察、干扰等众多领域都有应用。随着各种频率合成器和频率合成方案的出现，频率合成技术得到了不断地发展。1971年3月美国学者J.Tierncy，C.M.Rader和B.Gold首次提出了直接数字频率合成（DDS—DirectDigitalSynthesis）技术。这是一种从相位概念出发直接合成所需要的波形的新的全数字频率合成技术。同传统的频率合成技术相比，DDS技术具有极高的频率分辨率、极快的变频速度，变频相位连续、相位噪声低，易于功能扩展和全数字化便于集成，容易实现对输出信号的多种调制等优点，满足了现代电子系统的许多要求，因此得到了迅速的发展。目前市面上的DDS芯片，价格昂贵、功能固定单一，应用受到限制。本综合实验项目采用基于FPGA的EDA技术设计实现DDS芯片，并可以根据实际需要对其功能进行灵活地修改、配置。1.2、直接数字合成器的概念及其发展随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天和遥控遥测技术的不断发展，对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率个数的要求越来越高。为了提高频率稳定度，经常采用晶体振荡器等方法来解决，但它不能满足频率个数多的要求，因此，目前大量采用频率合成技术—DDS即DirectDigitalSynthesizer，中文名称是直接数字合成器，是一种新型的频率合成技术，具有较高的频率分辨率，可以实现快速的频率切换，并且在改变时能够保持相位的连续，很容易实现频率、相位和幅度的数控调制，以其使用方便和品路分辨率高等优点，在...