摘要

本設(shè)計是基于Altera公司的Cyclone II系列EP2C8Q208C8N芯片的雙路低頻信號發(fā)生器。系統(tǒng)應(yīng)用FPGA內(nèi)部特有的可配置IP核和鎖相環(huán)等設(shè)計信號發(fā)生器。整個系統(tǒng)由觸摸屏人機操控界面、紅外操控、信號發(fā)生器、疊加電路組成。信號發(fā)生器可輸出兩路相互獨立的信號，信號類型有矩形波、三角波以及正弦波。兩路信號的頻率、幅值、相位、占空比等參數(shù)都可通過紅外遙控以及觸摸屏調(diào)節(jié)和預(yù)置。頻率的預(yù)置范圍為1000赫茲到2000赫茲，步進值為1赫茲。幅值的預(yù)置范圍為0V～5V，相位的預(yù)置范圍為0°～360°，占空比預(yù)置范圍為0～100%，且步進值都小于1。當(dāng)兩路波形都為正弦信號時，可以通過疊加電路對兩路正弦信號進行疊加。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框

本設(shè)計是以Altera公司的可編程芯片做載體，運用Verilog作為軟件設(shè)計工具，從而實現(xiàn)DDS原理，即信號發(fā)生器的核心思想。再加上信號發(fā)生器的硬件電路就可以輸出特定的信號，也就是本設(shè)計中的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路。從電池兼容EMC考慮，該電路的布局要緊湊的硬件，使導(dǎo)線長度盡可能短。這樣即可以避免內(nèi)部自身線路時間的干擾，也可以避免外界的干擾，適當(dāng)增加濾波器來屏蔽干擾。這樣就可以提高輸出信號的質(zhì)量。所有信號的參數(shù)可以通過兩種方式程控調(diào)節(jié)，即人機操控方式和紅外遙控方式。從圖中可以看出系統(tǒng)主要由觸摸屏人機操控界面、紅外操控、信號發(fā)生器、疊加電路等組成。

軟件設(shè)計

軟件設(shè)計包括三個部分，控制部分、信號發(fā)生部分、數(shù)據(jù)存儲部分。FPGA的具體程序是采用頂層原理圖分塊編程的方式?？刂撇糠謱崿F(xiàn)觸摸屏和紅外遙控對信號參數(shù)設(shè)置的功能，信號發(fā)生部分產(chǎn)生三種信號，正弦波、方波、三角波，數(shù)據(jù)存儲部分存儲三種信號的波形數(shù)據(jù)。

FPGA軟件設(shè)計采用頂層原理圖模式，正弦波、三角波、矩形波信號發(fā)生器的頂層模塊原理圖，塊內(nèi)是用Verilog語言編寫的程序。

系統(tǒng)電路圖

這是我大學(xué)期間第一次將所做的設(shè)計做出PCB，并且真正打樣焊接出來，這個過程讓我明白設(shè)計文件和打樣出的實物的區(qū)別，需要注意的點。大家能看出來我這次PCB上有哪些錯誤嗎？請留言哦。

實測輸出波形

輸出兩路獨立的方波、正弦波、三角波。

視頻演示