基于FPGA和DDS的數(shù)控信號源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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2．3 地址信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)
考慮到ROM的結(jié)構(gòu)和每周期采樣點(diǎn)數(shù)相同的需要，設(shè)計(jì)的地址信號發(fā)生器需要在提供ROM尋址的同時(shí)完成波形選擇的功能。當(dāng)波形選擇鍵“wave”按下時(shí)，完成波形種類選擇功能。波形種類轉(zhuǎn)換采樣狀態(tài)機(jī)來完成，其狀態(tài)圖如圖5所示。圖中共有4種狀態(tài)S00，S0，S1，S2。當(dāng)復(fù)位信號有效時(shí)為S00狀態(tài)，此時(shí)輸出正弦波，否則每當(dāng)按下“wave”鍵就從當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)換到下一狀態(tài)。狀態(tài)S0輸出正弦波，狀態(tài)S1輸出方波，狀態(tài)S2輸出三角波。當(dāng)“wave”鍵沒有按下，且相位累加器溢出時(shí)，地址信號發(fā)生器就是一個(gè)N進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，使ROM表順序地讀出當(dāng)前波形數(shù)據(jù)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/177446.htm
2．4 外圍電路的實(shí)現(xiàn)
外圍電路包括幅度控制、顯示以及輸入模塊等部分。
幅度控制通過調(diào)節(jié)比例放大電路來實(shí)現(xiàn)。顯示模塊由LED數(shù)碼管和指示燈組成，其中8位數(shù)碼顯示頻率，指示燈顯示波形種類。用動態(tài)掃描方式依次點(diǎn)亮8位數(shù)碼管。
輸入模塊用于輸出波形選擇和波形頻率設(shè)置，均由4×4鍵盤完成。波形選擇只用一個(gè)按鍵完成，按下后循環(huán)選擇“正弦波→方波→三角波→正弦波”，同時(shí)輸出相應(yīng)波形種類指示燈信號。
根據(jù)系統(tǒng)中DDS結(jié)構(gòu)，輸出波形的頻率為
式(1)中，fclk為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率；Fword為頻率控制字；Mode為相位累計(jì)器的模，N為每種波形數(shù)據(jù)的字長。由于fclk，Mode，N均為定值，所以輸出頻率與相位控制是比例關(guān)系，可用一個(gè)乘法器來實(shí)現(xiàn)。文中取fclk=50 MHz，Mode=5×107，N=32，則f0=Fword／32，輸出波形頻率精度為0．03 Hz。根據(jù)采樣定理，輸出頻率f0最高為fclk的1／2，但是實(shí)際上f0低于fclk的40％時(shí)，輸出波形的穩(wěn)定性才比較好。
鍵盤電路如圖6所示，由鍵盤、鍵盤控制和按鍵處理3部分組成。鍵盤控制完成鍵掃、按鍵去抖和按鍵標(biāo)志產(chǎn)生功能。按鍵處理部分對數(shù)字鍵和功能鍵的處理。頻率設(shè)置時(shí)，輸入的數(shù)字作為波形的輸出頻率，并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的頻率控制字送入DDS模塊。設(shè)置頻率的同時(shí)，輸入的設(shè)置值送入顯示模塊顯示。
按鍵說明：“←”鍵表示刪除最后一位輸入的數(shù)字，“esc”鍵表示放棄當(dāng)前輸入的數(shù)字，“#”鍵表示確定輸入，“wave”鍵表示波形種類選擇，“reset”鍵為復(fù)位鍵，“clear”鍵為清零鍵。輸出頻率設(shè)置操作為從鍵盤輸入需要輸出的頻率值，最后按下確認(rèn)鍵“#”即可。
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