基于FPGA和8051IP核的高精度DDS信号发生器设计与实现.docx

基于FPGA和8051IP核的高精度DDS信号发生器设计与实现

目录

内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.3论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

理论基础与技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.1DDS技术介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2FPGA技术简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.38051微控制器概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.4相关算法分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

系统设计要求与指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.1系统功能需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.2性能指标设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.3硬件平台选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

FPGA与8051IP核的集成方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.1FPGA在系统中的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.28051IP核的选择与配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

4.3硬件电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

信号生成与控制模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

5.1数字信号处理流程设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

5.2DDS算法实现细节．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

5.3控制模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

系统集成与调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

6.1硬件平台的搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

6.2软件编程环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

6.3系统集成与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

实验结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

7.1实验环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

7.2实验数据收集与整理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

7.3实验结果分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

总结与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

8.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

8.2存在的问题与不足．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

8.3未来研究方向展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

1.内容综述

本文旨在介绍一种基于FieldProgrammableGateArray(FPGA)和8051IP核的高精度数字相位调制（DigitalPhaseModulation，简称DDS）信号发生器的设计与实现。在现代通信技术中，DDS技术因其具有频率范围宽、调频灵活以及易于编程等优点而受到广泛关注。本设计采用FPGA实现DDS信号发生器的核心部分，并利用嵌入式微控制器