学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于SOPC技术的可程控波形发生器设计

作　者: 黄亮
导　师: 杨景常
学　校: 西华大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: SOPC NiosII DDS Verilog 任意波形发生器
分类号: TM935
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 107次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文对基于SOPC技术可程控波形发生器的设计进行研究,在设计的过程中采用了Altera公司生产的EP2C8Q208C8芯片为的主芯片,依附片内的32位的Nios II软核处理器,结合DDS和SOPC技术,并利用Verilog语言的软件式设计硬件的方法,开发了一个具有可控性的任意波形发生器设备,该设备具有性价比和实用性。本设计采用了硬件和软件相结合的方式实现可程控波形发生器。文中首先扼要叙述了波形发生器的发展状况、研究目的和主要研究内容;接着对本课题研究所涉及的相关技术进行说明,在简要介绍了基于SOPC开发技术的基础上提出了本系统的总体设计方案和实现原理;其后着重对DDS模块的设计进行论述,并采用Verilog描述语言在FPGA上实现了DDS模块的逻辑功能;其次介绍的是系统的硬件电路设计和各个单元的功能;再次进入到系统的软件部分设计,在完成NiosII系统的定制和系统控制程序编写的基础上,通过下载线连接后对系统进行编程、下载、调试和验证,并把程序固化到FLASH中;最后对系统的测试结果进行详细分析和对存在的不足提出改进。通过试验结果表明,采用基于SOPC的可程控波形发生器的设计方案与一般的波形发生器生成的波形相比,采用该方案生成的波形具有波形平滑、无毛刺、波形稳定性好、频率稳定度和分辨率高等众多优点;同时存在系统升级方便、节约硬件成本等诸多优势;而且其硬件电路简单,改变存储器波形数据即可改变输出波形,可方便应用于实际工作中。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 波形发生器的概述  9-10
  1.2 国内外发展状况  10-11
  1.3 课题研究目的  11-12
  1.4 本课题的主要研究内容、途径及论文内容安排  12-13
2 SOPC 系统扼要简述和系统总体方案的设计  13-26
  2.1 基于NIOS II 的SOPC 片上系统设计  13-22
    2.1.1 SOPC 系统的开发流程  14-15
    2.1.2 Nios II 软核处理器简介  15-16
    2.1.3 Avalon 总线简介  16-18
    2.1.4 HAL 系统库  18-22
  2.2 SOPC 技术在任意波形发生器的应用  22-23
  2.3 系统总设计方案和实现原理  23-24
    2.3.1 系统的片外设备设计  24
    2.3.2 系统的片上系统设计  24
  2.4 系统的基本功能和性能指标  24-26
    2.4.1 基本功能  24-25
    2.4.2 性能指标  25-26
3 FPGA 中逻辑实现DDS 模块  26-40
  3.1 DDS 技术简介  26
  3.2 DDS 技术在波形发生器中的应用和构成  26-27
  3.3 实现DDS 的三种技术方案  27-28
  3.4 基于VERILOG HDL 的DDS 模块设计  28-37
    3.4.1 相位累加器  28-30
    3.4.2 相位码一幅度码变换电路  30-31
    3.4.3 相位码一幅度码转换的压缩编码方案  31-34
    3.4.4 顶层模块DDS 的Verilog HDL 语言描述  34-37
  3.5 DDS 模块的仿真结果  37-40
4 系统的硬件电路设计  40-52
  4.1 系统主芯片的选择  40-41
  4.2 外围电路  41-50
    4.2.1 FLASH 电路设计  41
    4.2.2 SDRAM 存储器电路设计  41-42
    4.2.3 串行配制器件EPC54 电路设计  42-43
    4.2.4 R5232 串口电路设计  43
    4.2.5 晶振及电源电路设计  43-44
    4.2.6 键盘接口电路和控制器设计  44-48
    4.2.7 LCD 电路设计  48
    4.2.8 D/A 转换电路设计  48-50
  4.3 放大电路  50-52
5 系统集成与软件部分设计  52-68
  5.1 NIOSII 系统的定制  52-59
    5.1.1 搭建NiosII 系统  52-55
    5.1.2 添加PLL 模块  55-56
    5.1.3 添加DDS 模块  56-57
    5.1.4 按键去抖模块  57-59
  5.2 系统软件的开发  59-66
    5.2.1 软件部分设计流程图  59-61
    5.2.2 键盘中断  61-64
    5.2.3 串口通讯和数据译码  64-66
    5.2.4 DDS 和LCD 的控制  66
  5.3 程序的固化与调试  66-68
6 测试结果分析  68-72
  6.1 系统的仿真  68-69
  6.2 测试结果  69-72
    6.2.1 波形测试结果  70
    6.2.2 频率测试结果  70-72
结论  72-74
参考文献  74-76
攻读硕士学位期间学术论文及科研情况  76-77
致谢  77-78

基于SOPC技术的可程控波形发生器设计

内容摘要

全文目录

相似论文