EDA(FPGA)DDS信号发生器课程设计实验报告.doc

电子系统实验报告课程设计 总 结 报 告 题目： DDS信号发生器 设计人员： 学号： 同组人员： 班级： 指导老师： 日期： 2010.06.12 DDS信号发生器一 主要功能要求：本课程系统DDS信号发生器设计我们组利用FPGA生成DDS函数信号发生器内核和利用89S52单片机最小系统实现频率字输出和波形选择。 DDS模块与单片机的通信采用SPI串口协议。系统的16位频率字输出采用单片机的SPI串口协议输出，在DDS模块内部采用16位移位寄存器和16位锁存器进行串行数据到并行数据的转换。从而实现单片机到DDS模块的通信。DDS模块由频率累加器、相位累加器、波形查找表、D/A模块组成。且系统时钟频率工作于75MHZ。频率和相位累加器采用32位累加器。波形查找表由三个ROM表组成，分别存储正弦波、方波、三角波的量化数据。再用一个三选一选择器作为波形输出的控制器件，控制信号由单片机输出。二进制振幅键控的数字基带信号由VHDL语言生成M序列的二进制信号。正弦波信号由正弦波表输出。二者再进过一个乘法器，再到D/A模块。由此完成2ASK模块的设计。二进制振幅键控的数字基带信号由VHDL语言生成M序列的二进制信号。进过二选一模块选择移位全零或者全一，查ROM表，选择移位180度或者0度，再到D/A。由此完成2PSK模块设计。（注：正弦波进行1024次量化采用公式512+511*sin（6.18/1024*k） -k值为1到1024 对方波进行1024次量化采用前512位量化数值全为1023 后512位量化数值全为0 三角波进行1024次量化采用1.3.5.7.1023.1021.10197.5.3.1的方式进行量化）二 整体设计框图及整机概述 1602液晶显示AT89S52按键SPI16移位寄存器16位锁存器(频率字处理模块）波形地址加法器和锁存器3选一正弦波表方波表三角波表D/A A模块M序列乘法器ASK信号相位控制字二选一正弦波表二选一D/AB模块三系统实现的功能 （1）可显示信号发生器输出波形与频率。 （2）正弦波、方波、三角波输出频率范围为 35HZ 1.17MHZ。 （3）具有频率设置功能。 （4）输出信号频率稳定度优于0.1。（5）输出电压幅值：在5K负载电阻上的电压峰峰值Vopp=1V。（6）输出信号能够移2种相位。（7）用数字示波器观察时比较好。四、DDS模块各部分原理图单片机与DDS模块通信接口部分锁相环模块 频率字处理模块波形存储表及3选1选择器2ASK 相位调制（2PSK）和2ASK和2PSK选择模块五、 系统软件流程图及流程说明标志00初始化LCD1602按键扫描LCD显示波形频率 按键选择标志00标志01标志02标志03标志04标志05标志06标志07标志09标志10标志11标志12频率加20hz频率加100hz频率加1khz频率加10khz频率加100khz频率减20hz频率减100hz频率减1khz频率减10khz频率减100khz10 11 选择方波01选择三角波00 选择sin六 . 程序SPI.h模块#ifndef _spi_h_#define _spi_h_#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit cs = P20;sbit sck = P21;sbit d_out = P22;uint bdata date;sbit send_bit = date7;uchar get1=0,get2=0;void delayus(uchar n)uchar x,y;for(x=n;x0;x-)for(y=2;y0;y-);void send(uint send_date)/用于发送信号的器件uchar num=0;date = send_date;cs = 1;sck = 1;delayus(20);cs = 0;delayus(20);for(;num16;num+) sck = 0;delayus(5);d_out = send_bit;delayus(20);sck = 1;delayus(20);date = date1;cs = 1;delayus(5); void send1(uint send_date)/用于发送信号的器件uchar num=0;date = send_date;cs = 1;sck = 1;delayus(20);cs = 0;delayus(20);for(;num16;num+) sck = 0;delayus(5);d_out = send_bit;delayus(20);sck = 1;delayus(20);date = date1;cs = 1;delayus(5);void get_spi()interrupt 0/用于接收信号的器件uchar num=0;EX0 = 0;/EA = 0;while (sck = 0);for (;num8;num+)get1 = get11;while (sck = 1);while (sck = 0);/if (d_out = 1)get1 = get1 | 0x01; else get1 = get1 | 0x00;while (sck = 0);for (num=0;num8;num+)get2 = get21;while (sck = 1);while (sck = 0);/if (d_out = 1)get2 = get2 | 0x01; else get2 = get2 | 0x00;/EA = 1;IE0 = 0;EX0 = 1;#endifKey44.h#ifndef _KEY_H_#define _KEY_H_#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table10 = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/* 名称 : Delay_1ms()* 功能 : 延时子程序，延时时间为 1ms * x* 输入 : x (延时一毫秒的个数)* 输出 : 无*/void Delay_1ms(uint i)uchar x,j;for(j=0;ji;j+)for(x=0;x=148;x+);/* 名称 : Keyscan()* 功能 : 实现按键的读取。下面这个子程序是按处理 矩阵键盘 的基本方法处理的。* 输入 : 无* 输出 : 按键值*/uchar Keyscan(void)uchar i,j, temp, Buffer4 = 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;for(j=0; j4; j+)P1 = Bufferj;/*以下三个_nop_();作用为让 P1 口的状态稳定*/_nop_();/_nop_();/_nop_();temp = 0x10; for(i=0; i4; i+)if(!(P1 & temp) return (i+j*4); /返回取得的按键值temp = 1;#endifLcd1602.h#ifndef _LCD1602_H_#define _LCD1602_H_#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/这三个引脚参考资料sbit E=P27;/1602使能引脚sbit RW=P26;/1602读写引脚sbit RS=P25;/1602数据/命令选择引脚/* 名称 : delay()* 功能 : 延时,延时时间大概为140US。* 输入 : 无* 输出 : 无*/void delay()int i,j;for(i=0; i=10; i+)for(j=0; j=2; j+);/* 名称 : Convert(uchar In_Date)* 功能 : 因为电路设计时，P0.0-P0.7接法刚好了资料中的相反，所以设计该函数。* 输入 : 1602资料上的值* 输出 : 送到1602的值*/uchar Convert(uchar In_Date) uchar i, Out_Date = 0, temp = 0; for(i=0; i i) & 0x01;Out_Date |= (temp (7 - i); return Out_Date;/* 名称 : enable(uchar del)* 功能 : 1602命令函数* 输入 : 输入的命令值* 输出 : 无*/void enable(uchar del)P0 = Convert(del);RS = 0;RW = 0;E = 0;delay();E = 1;delay();/* 名称 : write(uchar del)* 功能 : 1602写数据函数* 输入 : 需要写入1602的数据* 输出 : 无*/void write(uchar del)P0 = Convert(del);RS = 1;RW = 0;E = 0;delay();E = 1;delay();/* 名称 : L1602_init()* 功能 : 1602初始化，请参考1602的资料* 输入 : 无* 输出 : 无*/void L1602_init(void)enable(0x01);enable(0x38);enable(0x0c);enable(0x06);enable(0xd0);/* 名称 : L1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign)* 功能 : 改变液晶中某位的值，如果要让第一行，第五个字符显示b ，调用该函数如下 L1602_char(1,5,b)* 输入 : 行，列，需要输入1602的数据* 输出 : 无*/void L1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign)uchar a;if(hang = 1) a = 0x80;if(hang = 2) a = 0xc0;a = a + lie - 1;enable(a);write(sign);/* 名称 : L1602_string(uchar hang,uchar lie,uchar *p)* 功能 : 改变液晶中某位的值，如果要让第一行，第五个字符开始显示ab cd ef ，调用该函数如下 L1602_string(1,5,ab cd ef;)* 输入 : 行，列，需要输入1602的数据* 输出 : 无*/void L1602_string(uchar hang,uchar lie,uchar *p) uchar a;char q=0;if(hang = 1) a = 0x80;if(hang = 2) a = 0xc0;a = a + lie - 1;enable(a);while(1)if(*(p+q)=0) break;write(*(p+q);q+;#endif主程序include#include#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define ulong unsigned long intsbit d1=P23;sbit d0 =P24;ulongs_data;ulong m,n,c;uchar Key_Value,Key_Value1;/*/void display(unsigned long int t) ulong t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7;/ t8=t%100000000; t7=t%10000000; t6=t%1000000; t5=t%100000; t4=t%10000; t3=t%1000; t2=t%100; t1=t%10;/ L1602_char(1,7,t8/10000000+48); L1602_char(1,8,t7/1000000+48); L1602_char(1,9,t6/100000+48); L1602_char(1,10,t5/10000+48); L1602_char(1,11,t4/1000+48); L1602_char(1,12,t3/100+48); L1602_char(1,13,t2/10+48); L1602_char(1,14,t1+48); void display1(uchar t) int t1; t1=t%10; L1602_char(2,4,t1+48); void display2(uchar t) int t1; t1=t%10; L1602_char(2,9,t1+48);void main() s_data=0x0001; send(s_data); L1602_init(); L1602_string(1,1,fout=); L1602_string(1,15,Hz); L1602_string(2,1,d1=); L1602_string(2,6,d0=); L1602_string(2,12,fbo); display(35); display1(d1); display2(d0); while(1) P1 = 0xf0;if(P1 != 0xf0)Delay_1ms(15);/按键消抖if(P1 != 0xf0)Key_Value = Keyscan()%10;Key_Value1 = Keyscan()/10; if(Key_Value=0&Key_Value1=0)/20 de jia s_data=s_data +0x0001;if(s_data=65535) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); if(Key_Value=1&Key_Value1=0) /100 de jia s_data=s_data +0x0006;if(s_data=65535) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); if(Key_Value=2&Key_Value1=0)/ 1k de jia s_data=s_data +0x0040;if(s_data=65535) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); if(Key_Value=3&Key_Value1=0)/10k de jias_data=s_data +0x0280;if(s_data=65535) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); if(Key_Value=4&Key_Value1=0)/100k de jia s_data=s_data +0x1900;if(s_data=65535) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); /*/ if(Key_Value=5&Key_Value1=0) /20 de jian s_data=s_data -0x0001;if(s_data=0) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); if(Key_Value=6&Key_Value1=0) /100 de jian s_data=s_data -0x0006;if(s_data=0) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); if(Key_Value=7&Key_Value1=0)/ 1k de jian s_data=s_data -0x0040;if(s_data=0) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); if(Key_Value=8&Key_Value1=0)/10k de jian s_data=s_data -0x0280;if(s_data=0) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); if(Key_Value=9&Key_Value1=0)/100k de jian s_data=s_data -0x1900;if(s_data=0) s_data=0x0001; send(s_data); n=(s_data+1)*18; display(n); Delay_1ms(100); /*/*/if(Key_Value=0&Key_Value1=1)/ d0 d0=d0; display2(d0); if(d1=0) if(d0