基于avr和fpga高精度数字式移相发生器的设计_h

1、 基于AVR和FPGA高精度数字式移相发生器的设计 梁迎春， 吴海涛， LIANG Yingchun， WU Haitao作者： 作者单位：刊名： 肇庆学院,广东,肇庆,526061现代电子技术英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数： MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE2007，30(21)0次 参考文献(10条) 1.Eisenson H Frequency Synthesis Using DDS/NCO Technology 1991(4)2.Thomas J Endres.Robert B Hall.AlanMLopez Design and Analysis Met

2、hods of DDS-based Synthesis forMilitary Spaceborne Applications 19943.Liu Zhaohui.Lu Gengsheng DDS Technique and its Implementation in Homing System Test Equipment 20004.张福贵.姚振东 基于DDS的高性能信号发生器的实现期刊论文-成都信息工程学院学报 2006(1)5.刘开辉.朱平云 基于DDS技术的高精度微波信号发生器期刊论文-电子技术应用 2006(2)6.Nicholas H T.Samueli H A 150MHz D

3、irect Digital Frequency Synthesizer in 1.26m COMS with -90 dbcSpurious Sperformance 1991(12)7.黄任 AVR单片机与CPLD/FPGA综合应用入门 20048.潘松.黄继业 EDA技术实用教程 20059.Tierney A Digital Frequency Synthesizer 1971(1)10.杨全玖.张大伟.吕宗芳.赵书俊 基于ATmega128控制器和CH375接口的高速数据采集系统期刊论文-国外电子元器件 2006(8)相似文献(10条) 1.期刊论文 郑诗程.朱虹.武卫华 FPGA与A

4、VR单片机的通讯与智能监控系统研究 -自动化与仪表2009,24(10)在详细分析FPGA工作原理和相关通信协议的基础上,针对FPGA的特点进行了相关的串行通讯研究.提出了采用边沿跳变检测法来实现FPGA与AVK单片机的串行通讯,同时设计了基于FPGA与AVR单片机的串行通讯及智能监控系统,并按照相应的通信协议,分剐采用VHDL语言和C语言编程实现了系统的相应功能.实验证明,本系统实现简单,运行可靠. 2.期刊论文 梁悦明.李想.肖振亮.刘汉华 采用AVR单片机对FPGA进行配置 -今日电子2007(4)使用AVR单片机对Altera公司的FPGA进行配置,讨论了配置的时序要求、配置文件的处理

5、,给出了硬件设计和软件设计 Altera公司的ACEX、FLEX等系列的FPGA芯片应用广泛,但其FPGA基于SRAM结构,决定电路逻辑功能的编程数据存储于SRAM中.由于SRAM的易失性,每次上电时必须重新把编程数据装载到SRAM中,这一过程就是FPGA的配置过程. 3.期刊论文 何永泰.李莹.HE Yong-tai.LI Ying AVR单片机Atmega128在FPGA配置中的运用 -微处理机2006,27(2)在嵌入式系统设计中,掌握MCU对FPGA的配置,对系统的设计是十分必要的.根据EPF10K10的配置时序和AVR单片机Atmega128的接口特点,详细介绍了Atmega128对

6、EPF10K10配置的软硬件设计原理. 4.学位论文 杜华 基于FPGA的智能电缆路径检测仪的研究 2009智能电缆路径检测仪是一种智能化地下电缆路径探测设备，可以根据实际情况的需要采用多种工作模式探明地下电缆的路径信息，在城市改造频繁的当代社会中应用非常广泛。本论文提出了智能电缆路径检测仪的基本构架和工作原理。以AVR单片机+FPGA的主从构架作为电缆路径检测仪的控制和数据处理核心，通过单片机和FPGA对其外围各个模块的控制和数据处理，同预处理电路相配合，完成对地下电缆信号的高速采集，对路径检测结果的实时显示。论文介绍了单片机和FPGA外围各模块的详细信息和相互关系，阐述了单片机和FPGA各

7、个程序模块的设计思想，并给出了相应的程序仿真结果。AVR单片机和FPGA的主从构架的应用，简化了仪器的设计步骤，提高了数据的传输速率，实现了对地下电缆信号的高速采集处理，而且比采用ASIC(专用集成电路)设计大大降低了硬件成本，可以在降低成本的同时，实现路径检测仪的各项主要功能。5.期刊论文 洪远泉.夏新恩.吴丽珠.HONG Yuan-quan.XIA Xin-en.WU Li-zhu 基于DDS技术的正弦信号发生器设计-韶关学院学报(自然科学版)2006,27(12)采用DDS芯片AD9851,产生1 kHz10 nHz范围、频率步进100 Hz可调、输出峰峰值在6 v的正弦波基本信号.以A

8、VR单片机Atmega16为控制核心,结合FPGA辅助逻辑控制电路(产生1 kHz的正弦调制信号和二进制基带序列信号),对实现的正弦波基本信号进行幅度、频率、相位调制和调制度及频偏的程序控制.该设计具有频带宽、精度高、性能稳定、成本低和操作界面友好等特点.可作为教具和科研用仪器. 6.学位论文 骆育 智能电缆路径检测仪的研究和设计 2009 智能电缆路径检测仪是一种检测地下电缆信息的重要电子设备，广泛应用于电力、通信等领域。因此，智能电缆路径检测仪成为了近年研究的热点。论文以智能电缆路径检测仪为研究对象，详尽研究了智能电缆路径检测仪的技术。论文在分析了智能电缆路径检测仪的特性和研究了智能电缆路

9、径检测仪相关领域的现状及发展趋势基础上，提出了系统总体的技术指标。然后，进一步分析提出了基于AVR系列单片机和FPGA的多通道实现方案。并最终设计完成了对地下电缆电流大小、方向、埋藏深度的检测，以及罗盘显示电缆偏向和自动频率搜索锁定功能。论文中详细的论述了智能电缆路径检 测仪各个功能模块的实现技术和方法，并给出了相应的仿真结果。这些技术的应用，提高了智能电缆路径检测仪的精度和效率，使整个仪器更具有操作性。论文所作研究全面，研究内容明确，面向工程实践，具有较强的实用价值，可以解决工程中遇到的各种问题。7.期刊论文 刘余才.王晓明.葛立明.LIU Yu-cai.WANG Xiao-ming.GE

10、Li-ming 单片机与FPGA的总线接口的设计与实现 -兰州交通大学学报2009,28(1)介绍了AVR单片机与FPGA的总线接口的设计与实现,采用ATmega128微控制器与Altera公司的Cy-clone系列芯片EP1C6Q24017进行硬件设计,详细阐述了硬件电路的结构,给出了基于硬件描述语言Verilog HDL 的接口的设计及其仿真波形.总线接口的设计是为了解决串行数据传输速度慢的问题,方法采用FPGA来实现并行数据的传输.最后结果是设计的Vemog程序符合并行数据传输的要求,并验证了并行数据传输模式远远优越于传统的串行传输模式. 8.学位论文 段海雁 感应加热电源的数字化控制研

11、究 2007 由于感应加热技术具有加热温度高、效率高、速度快、加热温度容易控制、易于实现机械化、自动化、无空气污染等优点，现在感应加热已广泛应用于金属熔炼、透热、热处理和焊接等工业过程。但是目前工业领域广泛应用的感应加热电源多采用模拟电路控制，控制精度不高，灵活性较差，系统可靠性低。而数字式电路控制精确，软件设计灵活，整个控制系统简单、可靠，因此研究感应加热电源的数字化控制具有十分重要的意义。本文在对感应加热电源主电路拓扑结构分析的基础上，确定以串联谐振型逆变器为研究对象。通过对串联谐振逆变器常用功率调节方式的分析，确定以常用的脉冲频率调制(PFM)和改进的移相调功方式分别设计的PFM数字化感

12、应加热电源和移相调功的数字化感应加热电源为本文的研制方案。对于PFM数字化感应加热电源，本文对其主电路进行了设计和所用元器件进行了参数选择，同时提出了PFM的数字化控制算法，确定以FPGA和AVR单片机为核心构成负载电流和负载电压与电流之间的相位限制的双闭环控制系统。文中分别对控制系统中的电流调节器、基于FPGA的主控制电路和基于AVR单片机的控制电路进行了设计，同时在Quartus软件平台下对基于FPGA的控制电路进行了仿真分析和验证，表明设计的PFM数字化控制系统具有控制精度高、可靠性高 、死区时间可调等优点。并通过实验进一步验证了设计的PFM数字化控制系统的优越性和可行性。对采用改进移相

13、调功方式的数字化感应加热电源，本文提出了一种新型的主电路拓扑结构，新型主电路结构简单、成本低、控制方式简单。本文对其主电路进行了设计和所用元器件进行了参数选择。文中在对改进的移相调功方式详细分析的基础上，提出了移相调功的数字化控制算法，确定以FPGA、DSP和AVR单片机为核心构成负载电流和负载频 率相位的双闭环控制系统。针对PFM数字化感应加热电源设计中模拟PI调节电路存在的缺点，本设计中利用DSP实现数字PI调节算法，从而使系统可靠性和控制精度提高。由于感应加热过程中负载参数的变化引起负载谐振频率变化，为了保证感应加热电源工作在弱感性准谐振状态，文中利用FPGA形成的数字锁相环来实现锁频锁

14、相控制，该数字锁相环电路控制精度高、软件设计灵活、死区时间可调。本文利用FPGA实现移相调功算法，并在Quartus软件平台下对基于FPGA的数字锁相环和移相调功电路进行了仿真分析和验证。并通过实验进一步验证了设计的改进移相调功方式数字化控制系统的优越性和可行性。最后本文对PFM数字化感应加热电源和改进移相调功方式的数字化感应加热电源率器件IGBT的驱动电路和电源故障保护电路进行了设计，同时研制了电源故障处理电路。 9.学位论文 杨光 基于FPGA的宽带信号参数测量方法研究 2009本课题来源于某实际科研项目，研究对象为系统前端毫米波高灵敏度下变频后产生的中频信号，该中频信号的主要形式为宽带窄

15、脉冲信号。本文主要对宽带窄脉冲信号脉冲频率和脉冲宽度的测量方法进行了研究，完成了测量电路的方案设计，并达到了要求的测量精度。 本文运用FPGA技术进行了参数测量方法的研究，首先从当前最成熟的频率测量方法入手，通过对各种频率测量方法的分析比较，结合课题实际情况，最终确定了使用基于FPGA的数字移相计数法来实现系统的设计。在FPGA中运用数字时钟管理模块实现倍频移相，可以达到很高的计数频率，从而使整个系统具有较高的测量精度。本文以数字移相计数法为理论基础，提出了一种可同时完成宽带窄脉冲信号频率和脉宽测量的设计方案。具体设计中，FPGA使用了Xilinx公司的Spartan3XC3S400，软件平台

16、为ISE90，使用Verilog HDL语言进行编译并在ISE Simulator中进行了仿真。 本文首先给出了系统设计方案，然后对各功能模块进行了编译仿真，最终完成了总模块的仿真实现。本文还使用了AVR单片机作为辅助部分，主要完成了中断控制、数据处理和LCD显示等功能。 关键词：数字移相计数，FPGA，AVR单片机，测量精度 10.学位论文 何永泰 基于单片机ATmega128的嵌入式工业控制器设计 2004 随着微电子技术和计算机技术的发展，工业控制机和可编程逻辑控制器(PLC)在设计上正向着嵌入式系统方向发展，程序编程正向着高级语言方向过渡。工业控制器的嵌入式发展已是不可逆转。北京的拓维

17、图控，经过周密的市场调查，协议设计基于单片机的嵌入式工业控制器。经过大量的资料分析，选用AVR单片机ATmega128作为工业控制器的控制器。ATmega128是AVR单片机能最强的，它有128K字节的Flash程序存储器、4K字节的 SRAM和4K字节的EEPROM。在端口方面，它有边界扫描JTAG口、I2C串行口、SPI同步串行口和通用异步串行口UART。通过适当的外围接口电路的设计，它 能够满足工业控制器的要求。无论硬件还是软件设计，基于单片机ATmega128的嵌入式工业控制器的设计都采用了目前系统设计中最为流行的方式。在硬件设计中，采用微控制器MCU+FPGA(CPLD)的方式。通过

18、利用现场可编程门阵列FPGA设计微控制器的接口电路，使得电路的设计变得简单灵活。系统中使用的EPF10K20是AlterFLEX10K系列FPGA中的一种，采用可重构的CMOSSRAM工艺，它是当今AlteraPLD中应用最好的器件系列，其集成度已达到25万门。在MAX+PLUS开发系统中利用VHDL硬件描述语言，在EPF10K20中设计了16位高速计数器(并可通过软件扩展到32位)和工业控制器的输入输出控制单元。在软件设计中，为系统移植了uC/OS-操作系统，来对系统的软硬件项目进行管理。在操作系统的移植过程中，对四个程序汇编文件(OS_CPU_A.ASM)、处理器相关C文件(OS_CPU.H、OS_CPU_C.C)和配置文件(OS_CFGH)进行了改写，使其能够在AVR单片机ATmega128中运行。在系统的设计中为了扩大其应用的领域，在单片机ATmega128的通用异步串行口UART的基础上专门设计了RS-232和