dds实验报告
实验1 DDS信号源实验

班级通信1403 学号 201409732 姓名裴振启指导教师邵军花日期实验1 DDS信号源实验一、实验目的1.了解DDS信号源的组成及工作原理;2.掌握DDS信号源使用方法;3.掌握DDS信号源各种输出信号的测试。
二、实验仪器1.DDS信号源(位于大底板左侧,实物图片如下)2.频率计1台3. 20M双踪示波器1台4.低频信号发生器 1台三、实验原理直接数字频率合成(DDS—Digital Direct Frequency Synthesis),是一种全数字化的频率合成器,由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。
时钟频率给定后,输出信号的频率取决于频率控制字,频率分辨率取决于累加器位数,相位分辨率取决于ROM 的地址线位数,幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。
DDS信号源模块硬件上由cortex-m3内核的ARM芯片(STM32)和外围电路构成。
在该模块中,我们用到STM32芯片的一路AD采集(对应插孔调制输入)和两路DAC输出(分别对应插孔P03、P04)。
PWM信号由STM32时钟配置PWM模式输出,调幅、调频信号通过向STM32 写入相应的采样点数组,由时钟触发两路DAC同步循环分别输出其已调信号与载波信号。
对于外加信号的AM调制,由STM32的AD对外加音频信号进行采样,在时钟触发下当前采样值与载波信号数组的相应值进行相应算法处理,并将该值保存输出到DAC,然后循环进行这个过程,就实现了对外部音频信号的AM调制。
RZ8681 D实验箱的DDS信号源能够输出脉宽调制波(PWM)、正弦波、三角波、方波、扫频信号、调幅波(AM)、双边带(DSB)、调频波(FM)及对外部输入信号进行AM调制输出。
四、各测量点的作用调制输入:外部调制信号输入铆孔(注意铆孔下面标注的箭头方向。
若箭头背离铆孔,说明此铆孔点为信号输出孔;若箭头指向铆孔,说明此铆孔点为信号输入孔)。
P03:DDS各种信号输出铆孔。
DDS实验报告

电子线路课程设计 --直接数字频率合成器(DDS)2014 年 11 月摘要本实验通过使用 QuartusⅡ软件,并结合数字逻辑电路的知识设计,使用DDS 的方法设计一个任意频率的正弦信号发生器,要求具有频率控制、相位控制、以及使能开关等功能。
在此基础上,本实验还设计了扩展功能,包括测频、切换波形,动态显示。
在控制电路的作用下能实现保持、清零功能,另外还能同时显示输出频率、相位控制字、频率控制字。
在利用 QuartusⅡ进行相应的设计、仿真、调试后下载到SmartSOPC实验实现 D/A转换,验证实验的准确性,并用示波器观察输出波形。
关键词:SmartSOPC实验箱 QUARTUSⅡ数字频率合成仿真AbstractThis experiment is based on QuartusⅡ,with the help of knowledge relating to the digital logic circuits and system design,to design a sine signal generator which generates any frequency by the method of DDS. This generator is provided with the functions of frequency control,phase control and switch control. Based on the basic design,I also design extra functions,including frequency measurement,changes of wave forms and dynamic display.The control circuit can be maintained time clearing and time keeping functions,and also shows the output frequency,phase control characters,frequency control word. All the designing and simulating work are based on QuartusⅡ. After all the work finished on computer, I downloaded the final circuit to SmartSOPC experiment system to realize the transformation of D/A ,and then test the accuracy of the design by means of oscilloscope observing the wave forms.Key words: SmartSOPC QUARTUSⅡ DDS Simulation目录摘要 (1)目录 (2)一、设计要求 (3)二、方案论证 (3)三、直接数字频率合成器总电路图 (4)四、各子模块设计原理及分析说明 (5)4.1、脉冲发生电路 (5)4.2、频率相位预置与调节电路 (9)4.3、累加器电路 (10)4.4、相位控制电路 (11)4.5、波形存储器ROM电路 (12)4.6、测频电路 (14)4.7、不同波形选择电路 (15)4.8、动态译码显示电路 (16)五、程序下载、仿真与调试 (17)六、实验结果 (18)七、实验总结与感想 (23)八、参考文献 (23)一、设计要求1、利用QuartusII软件和SmartSOPC实验箱实现直接数字频率合成器(DDS)的设计;2、DDS中的波形存储器模块用Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片中的RAM 实现,RAM结构配置成212×10类型;3、具体参数要求:频率控制字K取4位;基准频率fc=1MHz,由实验板上的系统时钟分频得到;4、系统具有使能功能;5、利用实验箱上的D/A转换器件将ROM输出的数字信号转换为模拟信号,能够通过示波器观察到正弦波形;6、通过开关(实验箱上的Ki)输入DDS的频率和相位控制字,并能用示波器观察加以验证;7、可适当添加其他功能二、方案论证直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesizer)是一种基于全数字技术,从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。
实验1 DDS信号源实验

信息学院班级:14电本实验1 DDS信号源实验一、实验目的1.了解DDS信号源的组成及工作原理;2.掌握DDS信号源使用方法;3.掌握DDS信号源各种输出信号的测试。
二、实验仪器1.DDS信号源(位于大底板左侧,实物图片如下)2. 20M双踪示波器1台三、实验原理直接数字频率合成(DDS—Digital Direct Frequency Synthesis),是一种全数字化的频率合成器,由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。
时钟频率给定后,输出信号的频率取决于频率控制字,频率分辨率取决于累加器位数,相位分辨率取决于ROM的地址线位数,幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。
DDS信号源模块硬件上由cortex-m3内核的ARM芯片(STM32)和外围电路构成。
在该模块中,我们用到STM32芯片的一路AD采集(对应插孔调制输入)和两路DAC输出(分别对应插孔P03、P04)。
PWM信号由STM32时钟配置PWM模式输出,调幅、调频信号通过向STM32写入相应的采样点数组,由时钟触发两路DAC同步循环分别输出其已调信号与载波信号。
对于外加信号的AM调制,由STM32的AD对外加音频信号进行采样,在时钟触发下当前采样值与载波信号数组的相应值进行相应算法处理,并将该值保存输出到DAC,然后循环进行这个过程,就实现了对外部音频信号的AM调制。
四、各测量点的作用调制输入:外部调制信号输入铆孔(注意铆孔下面标注的箭头方向。
若箭头背离铆孔,说明此铆孔点为信号输出孔;若箭头指向铆孔,说明此铆孔点为信号输入孔)。
P03:DDS各种信号输出铆孔。
P04:20KHZ载波输出铆孔。
P09:抽样脉冲输出铆孔。
SS01:复合式按键旋纽,按键用来选择输出信号状态;旋纽用来改变信号频率。
LCD:显示输出信号的频率。
五、实验内容及步骤1)加电打开系统电源开关,底板的电源指示灯正常显示。
若电源指示灯显示不正常,请立即关闭电源,查找异常原因。
DDS信号发生器实验报告

DDS信号发生器一、实验目的:学习利用EDA技术和FPGA实现直接数字频率综合器DDS的设计。
二、实验原理实验原理参考教材6.4节和6.11节相关内容。
三、实验内容1、实验原理参考教材6.4节相关内容。
根据6.4.2节和例6-10,在Quartus II上完成简易正弦信号发生器设计,进行编辑、编译、综合、适配、仿真;2、使用SignalTap II测试;3、硬件测试:进行引脚锁定及硬件测试。
信号输出的D/A使用DAC0832,注意其转换速率是1μs。
下载到实验系统上,接上D/A模块,用示波器测试输出波形;4、按照教材图6-72完成DDS信号发生器设计,进行编辑、编译、综合、适配、仿真,引脚锁定及硬件测试。
5、建立.mif格式文件。
四、实验步骤1、建立.mif文件:(1)设定全局参数:(2)设定波形:(3)文件保存:2、新建工程:3、LPM—ROM定制:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)sinrom源程序:module SIN_CNT(RST,CLK,EN,Q,AR); output [7:0] Q;input [6:0] AR;input EN,CLK,RST;wire [6:0] TMP;reg[6:0] Q1;reg[7:0] F;reg C;always @(posedge CLK)if(F<AR) F<=F+1;elsebeginF=8'b00;C=~C;endalways @(posedge CLK or negedge RST)if(!RST) Q1<=7'b0000000;else if(EN) Q1<=Q1+1;else Q1<=Q1;assign TMP=Q1;sinrom IC1(.address(TMP),.clock(CLK),.q(Q)); endmodule4、锁相环:5、顶层文件:6、SignalTap II的使用7、锁定引脚8、下载。
DDS 直接数字频率合成器 实验报告(DOC)

直接数字频率合成器(DDS)实验报告课程名称电类综合实验实验名称直接数字频率合成器设计实验日期2015.6.1—2013.6.4学生专业测试计量技术及仪器学生学号114101002268学生姓名陈静实验室名称基础实验楼237教师姓名花汉兵成绩摘要直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesizer 简称DDFS 或DDS)是一种基于全数字技术,从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。
本篇报告主要介绍设计完成直接数字频率合成器DDS的过程。
其输出频率及相位均可控制,且能输出正弦波、余弦波、方波、锯齿波等五种波形,经过转换后在示波器上显示。
经控制能够实现保持、清零功能。
除此之外,还能同时显示出频率控制字、相位控制字和输出频率的值。
实验要求分析整个电路的工作原理,并分别说明了各子模块的设计原理,依据各模块之间的逻辑关系,将各电路整合到一块,形成一个总体电路。
本实验在Quartus Ⅱ环境下进行设计,并下载到SmartSOPC实验系统中进行硬件测试。
最终对实验结果进行分析并总结出在实验过程中出现的问题以及提出解决方案。
关键词:Quartus Ⅱ直接数字频率合成器波形频率相位调节AbstractThe Direct Digital Frequency Synthesizer is a technology based on fully digital technique, a frequency combination technique syntheses a required waveform from concept of phase. This report introduces the design to the completion of the process of direct digital frequency synthesizer DDS. The output frequency and phase can be controlled, and can output sine, cosine, triangle wave, square wave, sawtooth wave, which are displayed on the oscilloscope after conversation. Can be achieved by the control to maintain clear function. Further can simultaneously display the value of the frequency, the phase control word and the output frequency. The experimental design in the Quartus Ⅱenvironment, the last hardware test download to SmartSOPC experimental system. The final results will be analyzed, the matter will be put forward and the settling plan can be given at last.Key words:Quartus ⅡDirect Digital Frequency Synthesizer waveform Frequency and phase adjustment目录一、设计内容 (4)二、设计原理 (4)2.1 DDS概念 (4)2.2 DDS的组成及工作原理 (4)三、设计要求 (6)3.1 基本要求 (6)3.2 提高要求 (6)四、设计内容 (6)4.1 分频电路 (6)4.2 频率预置与调节电路 (10)4.3 累加器 (12)4.4 波形存储器(ROM) (13)4.5 测频电路 (19)4.6 译码显示电路 (21)4.7 消颤电路 (22)4.8 总电路 (23)五、电路调试仿真与程序下载 (24)六、示波器波形图 (25)七、实验中遇到的问题及解决方法 (25)八、电路改进 (26)九、实验感想 (28)十、参考文献 (28)一、设计内容设计一个频率及相位均可控制的具有正弦和余弦输出的直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesizer 简称DDFS 或DDS)。
南理工dds电类综合实验报告(dds)直接数字频率合成器设计大学论文

南京理工大学研究生电类综合实验实验报告作者: 袁一超学号:514101001333学院(系):机械工程学院专业: 航天工程题目: (DDS)直接数字频率合成器设计指导者:花汉兵姜萍2015年6月电类综合实验(实验报告)中文摘要电类综合实验(实验报告)外文摘要电类综合实验(实验报告)第I 页共II 页目次1设计内容 (1)2方案论证 (1)2.1DDS 概念 (1)2.2DDS 的组成及工作原理 (1)2.3DDS 的工作流流程图 (1)2.4DDS 的总体框图 (2)3设计要求 (3)3.1设计基本要求 (3)3.2设计提高部分要求 (3)4各基本电路子模块设计原理 (3)4.1脉冲发生电路 (3)4.1.1二分频 (4)4.1.2三分频 (4)4.1.3八分频 (4)4.1.4十分频 (5)4.1.5千分频 (5)4.1.6总脉冲电路图 (5)4.2频率和相位调节电路 (5)4.2.1设计原理 (5)4.2.2频率和相位调节电路总图 (6)4.3累加器 (8)4.3.1累加器的原理 (8)4.3.2电路 (8)4.3.3波形仿真 (9)4.4加法器 (9)4.4.1设计原理 (9)4.4.2电路图 (10)4.5波形存储器(ROM) (10)4.5.1波形存储器(ROM)的原理 (10)4.5.2存储器(ROM)的设计 (11)4.6DDS电路 (15)4.6.1设计原理 (15)4.6.2电路总图 (15)4.7测频电路 (15)4.7.1设计原理 (15)4.7.2测频电路电路图 (16)4.8动态显示电路 (17)4.8.1设计原理 (17)电类综合实验(实验报告)第II 页共II 页4.8.2电路图 (17)4.9消颤电路 (18)4.9.1设计原理 (18)4.9.2电路图 (18)5整体封装图 (18)6管脚分配仿真下载 (19)6.1管脚分配 (19)6.2仿真 (19)6.3下载 (20)结论 (21)参考文献 (22)电类综合实验(实验报告)第1 页共22 页1设计内容设计一个频率及相位均可控制的具有正弦和余弦输出的直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesizer 简称DDFS或DDS)。
实验1DDS信号源实验报告

实验1DDS信号源实验报告
实验1: DDS信号源实验报告
实验目的:使用DDS(Direct Digital Synthesis)技术生成特定频率的信号,并通过示波器验证其输出频率和波形。
实验步骤:
1. 连接设备:将DDS信号源与示波器连接,确保连接正确。
2. 设定DDS信号源参数:打开DDS信号源,进入设置界面,设置输出频率为所需频率。
3. 设置示波器参数:打开示波器,选择合适的量程和时间基准,准备接收信号。
4. 观察信号波形:通过示波器观察信号波形,并使用频率计验证输出频率是否与设置一致。
5. 更改参数和重复步骤3和4,直到得到想要的信号波形。
实验结果:
在实验过程中,我们先设置DDS信号源的输出频率为1kHz,
并使用示波器观察信号波形。
经过验证,示波器显示的频率为
1kHz,符合预期结果。
随后,我们更改DDS信号源的输出频
率为5kHz,并再次使用示波器观察信号波形。
示波器显示的
频率为5kHz,也符合预期结果。
通过多次更改参数和重复实验步骤,我们验证了DDS信号源可以生成特定频率的信号,并且输出频率与设置一致。
同时,观察示波器显示的信号波形可以确定信号的稳定性和准确性。
实验总结:
通过这次实验,我们学会了如何使用DDS技术生成特定频率的信号,并通过示波器验证输出频率和波形。
DDS信号源具有调节方便、频率稳定、波形准确等优点,在电子实验和通信领域有着广泛应用。
在以后的实验和研究中,我们可以利用DDS技术生成不同频率和波形的信号,用于信号处理、测试和调试等应用。
dds课程设计报告 数字频率合成器DDS

DDS信号发生器设计设计实验报告摘要本篇报告主要介绍了用EDA设计完成直接数字频率合成器DDS 的过程。
该直接数字频率合成器输出的频率及相位均可控制,且能输出正弦、余弦、三角波、锯齿波、方波五种波形,经过转换之后还能在示波器上显示,在控制电路的作用下能实现保持、清零功能,另外还能同时显示输出频率、相位控制字、频率控制字。
本设计利用QuartusII 5.0软件进行DDS的设计,最后下载到SmartSOPC实验系统中进行硬件测试。
AbstractThis report introduces the EDA design is completed with Direct Digital Synthesis DDS process. The direct digital frequency synthesis of the output frequency and phase can control, and can output sine, cosine, triangle wave, sawtooth, square waveform five, after conversion after also displayed on the oscilloscope, in the role of the control circuit can be Implementation maintained cleared function, and also shows the output frequency, phase control characters, frequency control word. This design uses DDS QuartusII 5.0 software design, the final download SmartSOPC experimental system hardware testing.关键词EDA设计、直接数字频率合成器DDS、QuartusII 5.0软件、SmartSOPC 实验系统Key wordsEDA design,Direct Digital Synthesizer DDS, QuartusII 5.0software, SmartSOPC experiment system目录摘要关键词第1篇多直接数字频率合成器DDS设计要求说明1.1 设计基本要求¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第4页1.2 设计提高部分要求¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第4页第2篇对整体电路工作原理的方案论证¨¨¨¨¨¨¨第5页第3篇各子模块设计原理说明3.1频率预置与调节电路¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第6页3.2相位累加器模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第6页3.3波形存储器模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第7页3.4相位调节器¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第9页3.5波形输出模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第9页3.6频率测定模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第11页3.7显示模块模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第13页第4篇调试、仿真、编程下载过程¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第14页第5篇实验总结5.1 对本设计的一些改进方案¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第15页 5.2 实验感想¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第15页参考文献第1篇直接数字频率合成器DDS设计要求说明1.1 设计基本要求1)利用QuartusII软件和SmartSOPC实验箱实现DDS的设计;2)DDS中的波形存储器模块用Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片中的ROM实现,ROM结构配置成4096×10类型;3)具体参数要求:频率控制字K取4位;基准频率fc=1MHz,由实验板上的系统时钟分频得到;4)系统具有清零和使能的功能;5)利用实验箱上的D/A转换器件将ROM输出的数字信号转换为模拟信号,能够通过示波器观察到正弦波形;6)通过开关(实验箱上的Ki)输入DDS的频率和相位控制字,并能用示波器观察加以验证;1.2 设计提高部分要求1)通过按键(实验箱上的Si)输入DDS的频率和相位控制字,以扩大频率控制和相位控制的范围(注意:按键后有消颤电路);2)能够同时输出正余弦两路正交信号;3)在数码管上显示生成的波形频率;4)充分考虑ROM结构及正弦函数的特点,进行合理的配置,提高计算精度;5)设计能输出多种波形(三角波、锯齿波、方波等)的多功能波形发生器;第2篇对整体电路工作原理的方案论证DDS 即Direct Digital Synthesizer 数字频率合成器,是一种基于全数字技术,从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术,是一种新型的数字频率合成技术。
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南京理工大学电子线路课程设计--------直接数字频率合成器学生姓名:林晓峰学号:912104220143 专业:通信工程指导教师:谭雪琴2014年12月18日摘要:本次实验利用QuartusII7.0软件并采用DDS技术、FPGA芯片和D/A转换器,设计了一个直接数字频率信号合成器,具有频率控制、相位控制、测频、显示多种波形等功能。
并利用QuartusII7.0软件对电路进行了详细的仿真,同时通过SMART SOPC实验箱和示波器对电路的实验结果进行验证。
Abstract:This experient introduces using QuartusII7.0software, DDS technology,FPGA chip and D/A converter to design a multi—output waveform signal generator in which the frequency and phase are controllable and test frequency,display waveform.It also make the use of software QuartusII7.0 a detailed circuit simulation, and verify the circuit experimental results through SMART SOPC experiment box and the oscilloscope.关键词:QuartusII7.0 数字频率信号合成器频率控制相位控制测频示波器 SMART SOPC实验箱Keywords:QuartusII7.0 multi—output waveform signal- generator frequency controllable phase controllable test frequency oscilloscope Smart SOPC box目录封面 (1)摘要 (2)Abstract (2)目录 (3)一.实验要求 (4)二、电路工作原理 (4)三、各子模块电路设计 (5)3.1脉冲发生电路 (5)3.2 频率与相位输入电路 (9)3.3 累加寄存模块 (10)3.4 相位控制电路 (12)3.5 ROM电路模块 (13)3.6 测频电路模块 (14)3.7 动态显示模块 (15)3.8波形选择输出模块 (16)四、总电路图 (17)五、电路下载 (19)六、波形显示 (20)七、实验感想收获 (21)八、附录 (22)九、参考文献 (23)一、实验要求设计一个频率及相位均可控制的具有正弦和余弦输出的直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesizer 简称DDFS或DDS)。
要求具有频率控制、相位控制、测频、切换波形,动态显示以及使能开关等功能。
利用Quartus II7.0完成设计、仿真等工作。
并利用SmartSOPC实验箱实现电路,用示波器观察输出波形。
设计基本要求:1、利用QuartusII软件和SmartSOPC实验箱实现DDS的设计。
2、DDS中的波形存储器模块用Altera公司的Cyclone系列FPGA 芯片中的RAM实现,RAM结构配置成4096×10类型。
3、具体参数要求:频率控制字K取4位;基准频率fc=1MHz,由实验板上的系统时钟分频得到;4、系统具有使能功能;5、利用实验箱上的D/A转换器件将ROM输出的数字信号转换为模拟信号,能够通过示波器观察到正、余弦两路波形;6、通过开关(实验箱上的Ki)输入DDS的频率和相位控制字,并能用示波器观察加以验证;设计提高部分要求:1、在数码管上显示生成的波形频率;2、设计能输出多种波形(三角波、锯齿波、方波等)的多功能波形发生器;二、电路工作原理DDS主要由相位累加器、相位调制器、正弦波数据表(ROM)、D/A转换器构成。
相位累加器由N位加法器和N位寄存器构成。
每来一个时钟信号,加法器就将频率控制字k与累加寄存器输出的累加相位数据相加,相加的结果又反馈送至累加寄存器的数据输入端,以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。
这样,相位累加器在时钟作用下,不断对频率控制字进行线性相位相加。
由此可以看出,相位累加器在每一个时钟脉冲输入时,把频率控制字累加一次,相位累加器输出的数据就是合成信号的相位,相位累加器的溢出频率就是DDS输出的信号频率。
用相位累加器输出的数据作为波形存储器(ROM )的相位取样地址,这样就可以把存储在波形存储器内的波形抽样值(二进制编码)经查找表查出,完成相位到幅值的转换。
如果设置相位控制字P ,那么把相位控制字与相位寄存器的输出相加所得的结果作为正弦查找表的地址,就可以控制改变DDS 输出正弦波的初始相位。
原理图如下:正弦查找表由ROM 构成,内部存有一个完整周期正弦波的数字幅度信息,每个查找表的地址对应正弦波中0-360°范围内的一个相位点,查找表把输入的地址信息映射成正弦波的数字幅度信号。
然后将波形存储器的输出送到D/A 转换器,由D/A 转换器将数字信号转换成模拟信号输出。
而D/A 输出的模拟信号经过低通滤波器,就可以得到一个频谱纯净的正弦波。
三、各子模块电路设计3.1 脉冲发生电路实验箱只提供48MHz 的时钟信号,这个实验中需用到1MHz,1KHz,1Hz ,0.5Hz4D/A (1)D/A (2)频率和相位均可控制的具有正弦和余弦输出的DDS核心单元电路示意图这四个频率,需要对48MHz信号进行分频以得到所需的时钟信号:48MHz--48分频→1MHz—1000分频→1KHz—1000分频→1Hz—2分频→0.5Hz 3.1.1 48分频电路48分频电路由一个74160和一个74161构成,74160的RCO端作为74161的进位信号,当计数到47时,并接的置数端置0,实现48分频。
仿真波形如下:48分频封装图如下:3.1.2 1000分频电路1000分频器需要三片74160,完成0~999计数,因为每片74160是模十计数器,直接将三片级联就可以实现模1000计数,最高位输出作为下一级的时钟输入。
仿真波形如下:1000分频封装图:3.1.3 2分频电路仿真波形如下:封装图如下:最后将以上所有小电路模块进行封装,得到整个脉冲发生电路模块,电路原理图如下:封装后电路模块如下:3.2 频率与相位输入电路本设计采用4位频率控制字和4位相位控制字进行步长与相位的控制。
在实验中用12位的高4位作为相位控制字,低4位作为频率控制字。
用一片74161(十六进制)实现计数,通过开关控制计数器的ENP和CLR得到所需的频率和相位的二进制数表示。
同时使用两片74160组成10进制的计数器与74161同步计数、同步置数,可以实现二进制数到8421BCD码的转换,并通过数码管显示出来,以便于调控所需的频率相位。
3.2.1频率和相位预置电路原理图如下:封装后电路图如下:3.2.2 BCD码转换电路封装图如下:3.3 累加寄存电路相位累加器是一个带有累加功能的12位加法器,每来一个时钟信号(1MHZ),加法器就将频率控制字k与累加寄存器输出的累加相位数据相加,相加的结果又反馈送至累加寄存器的数据输入端。
3.3.1 12位加法器的内部电路图如下:加法器封装电路:3.3.2 12位寄存器的内部电路图如下:封装图如下:将加法器和寄存器连接起来,构成累加器电路:其封装图如下:k[4..1]为频率控制字,a[11..0]为经过相位累加器输出的12位信号。
3.4 相位控制电路设置相位控制字P,把相位控制字与相位寄存器的输出高四位相加,所得的结果作为ROM的地址,就可以控制改变DDS输出的初始相位。
电路原理图如下:封装图如下:3.5 ROM模块电路正弦查找表ROM是DDS最关键的部分,设计时首先需对正弦函数进行离散采样,接着将采样的结果放到ROM模块的对应存储单元中,每一位地址对应一个数值,输出为10位。
ROM中必须包含完整的正弦采样值,此设计采样122个点。
mif文件的生成:用matlab软件生成正弦波的采样幅值,并以表格形式进行存储,总共有4096个值,然后新建Memory Initialization file后会生成一个类似Excel的表单,我们只需把matlab生成的4096个幅值复制到这个表单中。
生成正弦的matlab程序如下:clearclct=2*pi/4096;k=[0:t:2*pi];y=round(511*sin(k)+512);z=y'xlswrite('dissin.xlsx',z)将所生成的数据拷贝到mif表单中,正弦的MIF文件如下图:做一个ROM器件,而将刚刚制作好的正弦的MIF文件的内容导入该ROM中即可。
制作好的正弦ROM如下:同理,余弦,锯齿,三角,方波的ROM制作同上,只需要在matlab中输入相应的程序即可。
3.6测频电路模块对于测频电路模块,在ROM里预先存储的正弦函数幅度值输出的最高位每个周期由0-1的变化只有一次。
只要测试出一秒中其变化的次数即是其输出正弦波的频率。
用一个频率为0.5赫兹、占空比为50%的脉冲,再用一个计数器记录下这期间的脉冲个数,就实现了测频。
测频电路图如下:由四个74160构成计数部分,CLR端接0.5Hz的信号,CLK端接累加器输出的最高位,在一秒内计数即为频率。
4个74175寄存器由于是上升沿触发,所以在CLK 端加了一个非门,计完数后在上升沿到来时,将计数结果从寄存器输出,接显示电路在数码管上显示出来。
测频电路封装如下:3.7 动态显示模块显示电路使用一片译码器,轮流扫描显示频率相位控制字以及输出频率。
两位显示频率,两位显示相位,4位显示频率。
因此可以使用四个八选一数据选择器依次选择八路信号通过译码器7447,并用74138控制对应的数码管显示。
而对于显示信号的输出,用一个模6计数器计数就可以简单的实现控制。
显示电路如下:其中32选4电路图为:显示电路封装图如下:3.8波形选择模块Smart SOPC实验箱有2片D/A芯片,我用一片显示正弦波形,一片选择输出余弦、方波、三角波、锯齿波。
利用数据选通器74153,通过2个开关的拨动选择需要输出的信号,由于ROM的输出信号有10位,所以需要五个双四选一数据选择器,电路原理图如下:封装后的电路模块如下:四、总电路图将各模块结合起来,就可以构成DDS的整体电路。
具体各模块连接方式如下图所示:五、电路下载将设计好的电路下载到实验箱上之前,必须先对每个管脚进行分配。