利用FPGA+DAC0832制作的信号源.doc
时间:10-16 13:41
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简介:
制作信号源有多种方法,但是由于接口数量以及手头资源的因素,我选择了用FPGA来产生一个信号源,算是自己正式开始了FPGA逻辑设计吧。本文介绍的就是我自己利用cyclone系列的FPGA制作的信号源,信号源的设计包括以下几个部分:
1、整个设计框架
2、各个小模块的实现(可调分频模块,三角波产生模块(含rom的定制,需先生成.mif文件),正弦波产生(同上)模块,方波产生模块,锯齿波产生模块,具体生成方法同上,4选1多路选择器模块,4路输入及输出均为8位,DAC0832控制器)
3、外围电路的设计(包括频率控制,加 减 设置功能,以及直接设置多少频率,显示模块(待设计),DAC0832模块)
4、仿真结果
在每一个设计开始的时候,首先要进行的是整体框架的划分,即系统有哪些部分组成,模块与模块之间应该怎样互联,明确这些之后才是具体的底层实现。
一、整体设计的框架图
系统时钟是FPGA正常工作所需的时钟(选取的是50MHz),时钟分频模块用于将系统时钟分频,它决定了信号波形的周期,通过控制它可以调整信号发生器产生的信号的周期(这里先介绍含有两个固定分频系数的分频器,如何产生可调周期的信号等下次详述)。接着是四个波形发生器,它们都需要先定制rom的初始化数据,然后再利用初始化的存储数据产生rom,利用QUARTUS Ⅱ产生各模块。4选1多路选择器,用于选择输出的波形,DAC0832控制器用于产生外部硬件的控制信号。接下来的是DAC0832的外部电路,用于产生最终输出的模拟信号。
在以上各模块中,难点是如何产生波形发生器,以及如何进行调频和调幅。(在本设计中只是用到了两个固定的周期,而且没有涉及到调幅,这些都将在下一篇中进行详述介绍)。
二、各小模块的具体实现
1、时钟分频模块
本部分设计的周期是6.25MHz和12.5MHz,对系统时钟进行8分频和4分频即可,分频系数分别为8和4。
具体实现电路原理图如下,rst信号用于复位,k4用于选择频率选择,当K4为高电平时输出频率为6.25MHz,为低电平时是12.5MHz。clkin是系统时钟为50MHz。
图1、分频模块
具体的FPGA实现代码及全文见资料