毕业设计论文基于FPGA的波形发生器频率计和数字电压表设计.doc
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波形发生器、频率计和数字电压表设计
电气091 王亚运
摘要:
本系统以FPGA为核心，将波形发生器、频率计和数字电压表有机结合在一起。FPGA具有丰富的资源，使用方便灵活，且易于进行功能扩展，完全可以满足设计的要求。主要模块有波形生成模块、频率设置模块、数模转换模块、显示模块和滤波网络。其中FPGA用来实现波形表生成和频率控制；正弦波的数模转换由DAC8032实现；整形采用三极管S9018来实现；并通过低通滤波器提高输出波形的质量。本设计采用双DA来控制波形的幅度，实现了幅度连续可调。
关键词：FPGA 双D/A调幅 数模转换
目 录
第一章 系统设计………………………………………………………………...3
1.1总体设计方案…………………………………………………………………….3
1.1.1 设计要求…...………………………………………………………………….3
1.1.2 设计思路…...………………………………………………………………….3
1.1.3 方案论证与比较……………………………………………………………….3
1.1.4 系统组成…...…………………………………………………………………4
第二章 单元电路设计……..…………………………………………………...4
2.1 波形合成器的设计………………………………………………………………4
2.1.1 正弦波合成...………………………………………………………………….4
2.1.2 三角波、锯齿波、矩形波的合成……………………………………………….5
2.2 频率与幅度调节的原理及实现…………………………………………………5
2.2.1 频率等步进调节的实现……………………………………………………….5
2.2.2 幅度调节模块的设计………………………………………………………….6
2.3 波形选择模块与键盘控制模块设计……………………………………………6
2.4 自动换档模块设计………………………………………………………………6
2.5 模数转换电路设计………………………………………………………………6
2.6 整形电路设计.…………………………………………………………………...7
第三章 软件设计………………………………………………………………...7
3.1 正弦波合成器设计……………………………………………………………....7
3.1.1 正弦波波形数据产生…………………………………………………………...7
3.1.2 波形存储器的设计…………………………………………………………......8
3.2 三角波、矩形波、锯齿波发生器及相位累加器…………………………........8
3.3 频率测量.…………………………………………………………………...........8
3.4 键盘控制模块……………………………………………………………............9
3.5 波形选择模块……………………………………………………………............9
3.6 数字电压处理模块………………………………………………………............9
第四章 系统测试……………………………………………………….............10
4.1 波形的测试………………………………………………………………..........10
4.2 各种波形的测试数据……………………………………………………..........10
4.2.1 波形发生器……………………………………………………………..........10
4.2.2 频率计………………………………………………………………….........10
4.2.3数字电压表………………………………………………………...................11
第五章 结 论………………………………………………………...................11
参考文献…………………………………………………………….......................11
附录………………………………………………………………….........................11
第一章 系统设计
总体方案设计
1.1.1设计要求
利用现成的FPGA，在一块电路板上实现波形发生器、数字频率计和数字电压表三种功能。而且要求其指标越高越好，所产生的波形越清晰越好。频率、幅度不限。
1.1.2 设计思路
由于要在一个电路里面实现三种功能，因而我们打算分模块来设计。即分别考虑实现波形发生器、数字电
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