PAGEPAGE12目錄第一章系統分析與設計方案 11.1DDS設計原理介紹 11.2直接數字式頻率合成器(DDS)的基本結構 11.3基本DDS結構的常用參量計算 11.3.1DDS的輸出頻率fout。 11.3.2DDS產生的相位。 11.3.3DDS的頻率分辨率。 11.3.4DDS的頻率輸入字FW計算。 21.4DDS的工作原理 21.4.1相位累加器與頻率控制字FW 21.4.2相位控制字PW 2第二章軟件設計 32.1VerilogHDL程序 32.1.18位加法器程序代碼 32.1.216位加法器程序代碼 32.1.38位寄存器程序代碼 32.1.416位寄存器程序代碼 42.1.5dds代碼程序 42.1.6ROM的創建 4第三章實驗仿真 53.1原理圖 53.1.1ROM 53.1.2八位加法器 53.1.3十六位加法器 53.1.4八位寄存器 63.1.5十六位寄存器 63.2仿真波形 63.3D/A轉換電路 93.3.1DAC0832結構及工作原理 93.3.2D/A轉換電路模塊 103.4實驗結果 103.5調試過程 103.5.1對adder8、adder16、reg8、reg16的調試 103.5.2.D/A轉換電路的調試 103.5.3．輸出波形的調試 10第四章心得體會 11第五章參考文獻 12第一章系統分析與設計方案1.1DDS設計原理介紹DDS即DirectDigitalSynthesizer數字頻率合成器，是一種基于全數字技術，從相位概念出發直接合成所需波形的一種頻率合成技術，是一種新型的數字頻率合成技術。具有相對帶寬大、頻率轉換時間短、分辨力高、相位連續性好等優點，很容易實現頻率、相位和幅度的數控調制，廣泛應用于通訊領域。1.2直接數字式頻率合成器(DDS)的基本結構直接數字式頻率合成器（DDS）是從相位概念出發直接合成所需波形。其電路一般包括基準時鐘、頻率累加器、相位累加器、相位調制器、同步寄存器、正弦ROM查找表，D/A轉換器?；窘Y構如圖1所示。圖1直接數字式頻率合成器(DDS)的基本結構1.3基本DDS結構的常用參量計算1.3.1DDS的輸出頻率fout。Fout=(FW×fclk)/2Nfclk1=50KHZ，FW=1，n=8,則Fout=195.3125HZ。fclk1=500KHZ，FW=1，n=8,則Fout=1.953KHZ。1.3.2DDS產生的相位。（PW×2π）/2N1.3.3DDS的頻率分辨率。Fout=fclk/2N1.3.4DDS的頻率輸入字FW計算。FW=2N×（fout/fclk）1.4DDS的工作原理1.4.1相位累加器與頻率控制字FW每來一個時鐘脈沖fclk，N位加法器將頻率控制字FW與累加寄存器輸出的累加相位數據相加，把相加后的結果送至累加寄存器的輸入端。累加寄存器一方面將在上一時鐘周期作用后所產生的新的相位數據反饋到加法器的輸入端，使加法器在下一時鐘的作用下繼續與頻率控制字FW相加；另一方面將該值作為存儲器的地址輸出相應的波形數據。最終經D/A轉換成所需要的模擬波形。相位累加器在基準時鐘的作用下，進行線性相位累加，當相位累加器加滿量時就會產生一次溢出，這樣就完成了一個周期，此周期即為DDS的頻率周期。DDS的輸出信號頻率：Fout=(FW×fclk)/2N，通過設定相位累加器的位數和頻率控制字可確定輸出頻率。1.4.2相位控制字PW每來一個時鐘脈沖fclk，加法器將相位控制器PW與累加寄存器輸出的數據相加，把相加后的結果作為波形存儲器（ROM）的相位取樣地址，這樣就可以把存儲在波形存儲器內的波形取樣值（二進制編碼）經查找表查出，完成相位到幅值轉換。波形存儲器的輸出送到D/A轉換器，將數字量轉換成所要求合成頻率的模擬量信號。第二章軟件設計2.1VerilogHDL程序2.1.18位加法器程序代碼moduleadder8(sum,a,b);outputsum;inputa,b;wire[3:0]a;wire[3:0]b;wire[7:0]sum;assignsum=a+b;endmodule2.1.216位加法器程序代碼moduleadder16(sum,a,b);outputsum;inputa,b;wire[7:0]a;wire[7:0]b;wire[15:0]sum;assignsum=a+b;endmodule2.1.38位寄存器程序代碼modulereg8(din,q,clk);output[7:0]q;input[7:0]din,input,clk;reg[7:0]q;always@(posedgeclk)beginq=din;endendmodule2.1.416位寄存器程序代碼modulereg16(din,q,clk);output[15:0]q;input[15:0]din;inputclk;reg[15:0]q;always@(posedgeclk)beginq=din;endendmodule2.1.5dds代碼程序moduledds(clk0,fword,pword,fout,pout);output[7:0]fout,pout;input[7:0]fword,pword;inputclk0;wire[7:0]lin8b,sin8b;wire[15:0]f16b,d16b,din16b;assignf16b[15:8]=fword;assignf16b[7:0]=8'b00000000;adder16u1(.a(f16b),.b(d16b),.sum(din16b));reg16u2(clk(clk0),.in(din16b),.qout(d16b));romu3(d16b[15:8],fout);adder8u4(.a(pword),.b(d16b[15:8]),.sum(lin8b));reg8u5(.clk(clk0),.in(lin8b),.qout(sin8b));romu6(sin8b,pout);endmodule2.1.6ROM的創建首先選擇ROM數據文件編輯窗，即在File菜單中選擇“New”，并在New窗中選擇“Otherfiles”項，并選“MemoryInitializationFile”，點擊OK后產生ROM數據文件大小選擇窗。這里采用2點8位數據的情況，可選ROM的數據數Number為256，數據寬Wordsize取8位。點擊“OK”，將出現空的mif數據表格，表格中的數據為10進制表達方式，任一數據對應的地址為左列于頂行數之和）。將波形數據填入此表中，完成后在File菜單中點擊“Saveas”，保存此數據文件。第三章實驗仿真3.1原理圖3.1.1ROMROM深度256，數據位8位如圖2所示圖2ROM深度256，數據位8位3.1.2八位加法器圖3八位加法器3.1.3十六位加法器圖4十六位加法器3.1.4八位寄存器圖5八位寄存器3.1.5十六位寄存器圖6十六位寄存器3.2仿真波形adder8波形如圖3所示圖7adder8波形adder16波形如圖4所示圖8adder16波形reg8波形如如圖5所示圖9reg8波形reg16波形如圖6所示圖10reg16波形rom波形如如圖7所示圖11rom波形ddsf1p0波形如如圖8所示圖12ddsf1p0波形ddsf2p0波形如如圖9所示圖13ddsf2p0波形ddsf8p0波形如如圖10所示圖14ddsf8p0波形ddsf32p0波形如如圖11所示圖15ddsf32p0波形ddsf1p64波形如如圖12所示圖12ddsf1p64波形ddsf1p128波形如如圖13所示圖13ddsf1p128波形ddsf1p192波形如如圖14所示圖14ddsf1p192波形3.3D/A轉換電路圖15DAC0830引腳圖圖16DAC0832的邏輯結構3.3.1DAC0832結構及工作原理DAC0832是8分辨率的D/A轉換集成芯片。這個DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉換控制容易等優點，在電子產品中得到廣泛的應用。D/A轉換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉換電路及轉換控制電路構成。引腳圖及主要內部邏輯結構圖15、16所示。根據對DAC0832的數據鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。DAC0832是采用CMOS工藝制成的單片直流輸出型8位數/模轉換器。如圖4-82所示，它由倒T型R-2R電阻網絡、模擬開關、運算放大器和參考電壓VREF四大部分組成。，輸出的模擬量與輸入的數字量成正比，這就實現了從數字量到模擬量的轉換。一個8位D/A轉換器有8個輸入端（其中每個輸入端是8位二進制數的一位），有一個模擬輸出端。輸入可有28=256個不同的二進制組態，輸出為256個電壓之一，即輸出電壓不是整個電壓范圍內任意值，而只能是256個可能值。3.3.2D/A轉換電路模塊ROM中存儲數據，采用查表法輸出的數字信號經過D/A轉換器DAC0832和OP07轉換和運放后產生0V到5V之間范圍的電壓范圍。3.4實驗結果實驗數據如表1所示FWfoutPW相位fclk1=50KHz1195.3Hz00rad2390.6Hz4781.2Hz641.57rad81.562KHzfclk2=500KHz11.953KHz1283.14rad23,906KHz47.812KHz1924.71rad815.62KHz表1實驗結果表格3.5調試過程3.5.1對adder8、adder16、reg8、reg16的調試對這4個部分的調整主要針對仿真波形的參數設定，加法器的endtime設定為20us,寄存器設定為10us。且各個仿真波形的時鐘要設定統一。且這4個波形的輸入變量都設置為10進制，結果便于觀察，以上仿真圖都驗證了結果的正確性。3.5.2.D/A轉換電路的調試其中接電源時用到了+12V、12V，所以對應管腳一定檢查清楚，還有最后測輸出電壓時，DAC0832的數據端都置高時，Vout=5V，當只有最高位接地時Vout=2.5V。3.5.3．輸出波形的調試在接開發板之