1、（2012届）本科毕业设计（论文）资料题目名称基于DDS的信号发生器设计学院（部）电气与信息工程学院专业电子信息科学与技术学生姓名班级学号指导教师姓名职称最终评定成绩湖南工业大学教务处2012届本科毕业设计（论文）资料第一部分毕业论文（2012届）本科毕业设计（论文）题目名称基于DDS的信号发生器设计学院（部）电气与信息工程学院专业电子信息科学与技术学生姓名班级学号指导教师姓名职称最终评定成绩2012年月湖南工业大学本科毕业设计（论文）II摘要在信号发生器的设计中,传统的用分立元件或通用数字电路元件设计电子线路的方法设计周期长,花费大,可移植性差。本设计是用直接数字频率合成器DDS,设计出两个
2、相互正交的信号，该信号发生器输出信号的频率范围为04MHZ，频率分辨率0232HZ，频率误差范围22，相位差的误差QQQQQQQQQQNULLENDCASEENDPROCESSENDCHU_ARCFENP模块将CHUZHI模块送来的初值对时钟进行分频，得到不同的工作频率，从而调节波形频率。LIBRARYIEEEUSEIEEESTD_LOGIC_1164ALLENTITYFENPISPORTAININTEGERRANGE0TO1024CLKINSTD_LOGICQOUTSTD_LOGICENDFENPARCHITECTUREFENP_ARCOFFENPISBEGINPROCESSCLKVARIA
3、BLEB,DSTD_LOGICVARIABLECINTEGERRANGE0TO1024BEGINIFCLKEVENTANDCLK1THENIFB0THENCA1B1ELSEIFC1THENB0DNOTDELSECC1ENDIFENDIFENDIFQWIDTH,LPM_REPRESENTATION“SIGNED“,LPM_DIRECTION“ADD“,LPM_PIPELINE0PORTMAPDATAAM,DATABACC8,RESULTSREG1LPM_FFGENERICMAPLPM_WIDTHWIDTHPORTMAPDATAS,QACC8,CLOCKCLKSELECT1PROCESSACC8,
4、VARIABLEIINTEGERBEGINFORIIN7DOWNTO0LOOPMSBSI8,LPM_WIDTHAD8,LPM_FILE“SINEMIF“PORTMAPADRESSMSBS,INCLOCKCLK,OUTCLOCKCLK,QSINENDDDS_ARC相位累加器的VHDL设计LIBRARYIEEEUSEIEEESTD_LOGIC_1164ALLUSEIEEESTD_LOGIC_UNSIGNEDALLENTITYLEIJIAISPORTCLK,EN,RESETINSTD_LOGICK1INSTD_LOGIC_VECTOR9DOWNTO0湖南工业大学本科毕业设计（论文）35OUT1OUT
5、STD_LOGIC_VECTOR9DOWNTO0ENDENTITYLEIJIAARCHITECTURELEIJIA_ARCOFLEIJIAISBEGINPROCESSCLK,EN,RESETVARIABLETSTD_LOGIC_VECTOR9DOWNTO0BEGINIFRESET0THENT“0000000000“ELSIFCLKEVENTANDCLK1THENIFEN1THENTTK1ENDIFENDIFOUT1ROM_D_WIDTH,LPM_WIDTHADROMAD_WIDTH,LPM_ADDRESS_CONTROL“UNREGISTERED“,LPM_OUTDATA“REGISTERED
6、“,LPM_FILE“SIN_ROMMIF“SIN_ROMMIF“中存放正弦波的值，数据线和地址线都选8位。WIDTH8DEPTH256ADDRESS_RADIXHEXDATA_RADIXHEXCONTENTBEGIN00FF01FE02FC03F904F505EF06E907E108D909CF0AC50BBA0CAE0DA20E960F89107C117012631357144B15401635172B1822191A1A131B0D1C081D041E011F00200021012204湖南工业大学本科毕业设计（论文）372308240D2513261A2722282B29352A402
7、B4B2C572D632E702F7C3089319632A233AE34BA35C536CF37D938E139E93AEF3BF53CF93DFC3EFE3FFFENDSIN模块产生正弦波,一个周期取64点,故64个时钟为一个周期LIBRARYIEEEUSEIEEESTD_LOGIC_1164ALLUSEIEEESTD_LOGIC_UNSIGNEDALLENTITYSINISPORTCLK,CLRINSTD_LOGICDOUTINTEGERRANGE0TO225ENDSINARCHITECTURESIN_ARCOFSINISBEGINPROCESSCLK,CLRVARIABLETMPINT
8、EGERRANGE0TO63BEGINIFCLR0THENDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDNULLENDCASEENDIFENDPROCESSENDSIN_ARC湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料I2012届本科毕业设计（论文）资料第二部分过程管理资料湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料II过程管理资料目录一、2012届毕业设计（论文）课题任务书（1）二、湖南工业大学本科毕业设计（论文）开题报告（）三、本科毕业设计（论文）中期报告（）四、毕业设计（论文）指导教师评阅表（）五、毕业
9、设计（论文）评阅教师评阅表（）六、毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表（）湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料12012届毕业设计（论文）课题任务书学院（部）电气与信息工程学院专业电子科学082指导教师学生姓名课题名称基于DDS的信号发生器的设计内容及任务（1）收集相关资料，熟悉课题内容和要求。本设计主要包括四部分，分别是设置部分，显示部分，主控部分和输出部分。主控部分是本次设计的核心部分，用语对整个系统的控制，包括DDS频率控制字的写入和读出，显示的输出，按键的反应等设置部分用于设置信号的频率值，设计通过按键来实现设置工作输出部分是信号的输出，采用了单片机控制DDS芯片来产生输出信号
10、显示部分是显示当前的信号，主要是频率值。（2）熟悉频率合成技术产生的背景及现状，熟练掌握DDS频率合成技术。（3）熟悉相应的微处理器及其相关的程序设计语言。（4）系统总体方案设计以及各硬件电路设计。整个系统包括单片机模块、DDS模块、按键及显示模块等。（5）阐述系统工作原理。（6）硬件电路调试。（7）系统软件设计。（8）撰写毕业设计论文。要求文笔流畅、文字简练、排版工整、图表规范、层次分明、观点正确，论据充分，数据可靠，计算无误，逻辑性强，达到设计要求。字数在2万字以上，并附有相关资料。湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料2拟达到的要求或技术指标要求和技术指标（1）硬件电路设计。包括电
11、源模块的设计；单片机模块的设计；DDS模块的设计；显示与按键模块的设计。（2）系统软件的设计。包括主程序的设计；DDS处理程序的设计；显示按键程序的设计。（3）技术指标频率范围04MHZ；频率步进量1HZ；频率稳定度106；输出波形正弦波。湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料3进度安排起止日期工作内容11年11月2012年1月15日相关资料的收集、整理，了解课题；根据任务书，撰写开题报告；了解直接频率合成技术，研究可行性实现方案；12年2月10日2月29日根据任务书上的相关设计指标，构思方案比较研究，形成大致的轮廓；并做好设计的前期准备工作12年3月1日3月31日熟悉DDS技术，设计子
12、电路及电路；绘制详尽的程序流程图、电路图；12年4月1日4月30日程序设计；毕业论文的修改，检查；12年5月1日5月10日毕业论文的修改，检查；交第二稿12年5月11日5月18日准备论文答辩，并装订论文主要参考资料1郑凤涛,陈金佳基于CPLD的数控正弦波的信号源的设计黎明职业大学学报,2003,2徐志军,徐光辉CPLD/FPGA的开发与应用北京电子工业出版社，20023黄正谨,徐坚,章小丽等CPLD系统设计技术入门与应用北京电子工业出版社，20024韩素敏,郑征基于VHDL的正弦波发生器设计陕西工学院学报,20035陈新原,龙世瑜DDS芯片AD9850的EEP接口设计微型机与应用,20056毕
13、红军,张永瑞利用单片机与CPLD实现直接数字频率合成器DDS现代电子技术,20027姜萍,王建新,吉训生FPGA实现的直接数字频率合成器电子工程师20028邵正途,高玉良DDS/FPGA在信号产生系统中的应用电子技术,20059谭建军,杨庆EWB与电子技术基础课程设计北京中央民族大学出版社，200210周正干,李和平,李然超低频移相信号发生器的设计仪表技术,2000湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料4系（教研室）意见签名年月日学院部主管领导意见签名年月日湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料5湖南工业大学本科毕业设计（论文）开题报告（2012届）学院（部）电气与信息工程学院专业
14、电子信息科学与技术学生姓名班级学号指导教师姓名职称年月日湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料6题目基于DDS的信号发生器的设计1结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写15002000字左右的文献综述随着社会不断的发展，科学技术不断的进步，单片机的问世和飞速发展掀起了计算机工程应用的一场新革命，使计算机技术冲破了实验室和机房的界限，广泛地应用于工业控制系统、数据采集系统、自动测试系统、智能仪表和接口以及各类功能模块等广阔的领域。如果说微型计算机技术的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么也可以毫不夸张的说“单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的工业革命”。目前，单片机以其可靠
15、性高和智能性等特点被广泛应用到工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等领域中，并已经进入家庭，因此，单片机技术的开发和应用水平已经逐步成为一个国家自动化发展水平的标志之一。单片机应用系统已经成为实现许多控制系统的常规性工具。我们说，单片机开辟了计算机应用的一个新时代是并不过分的。单片机的发展历史虽然只有短短20年，但由于计算机科学和微电子集成技术的飞速发展，单片机自身也在不断地向更高层次和更大规模发展。世界各大半导体厂商纷至沓来争先挤入这一市场，激烈的市场竞争也促进了单片机迅速更新换代，带来了它们更为广泛的应用。由于单片机应用系统的高可靠性，硬、软件的高利用系数，优异的性能价格
16、比，使它的应用范围由开始传统的过程控制，逐步进入数值处理、数字信号处理以及图像处理等高技术领域另外随着21世纪的到来，人类正在跨入信息时代。现代通信系统的发展方向是功能更强，体积更小，速度更快，功耗更低。而大规模可编程器件CPLD/FPGA在集成度、功能和速度上的优势正好满足通信系统的这些要求。所以今天无论是民用的移动电话、程控交换机、集群电台、广播发射机和调制解调器,还是军用的雷达设备、图形处理仪器、遥控遥测设备、加密通信机中,都已广泛地使用大规模可编程器件2。由于数字技术在处理和传输信息方面的各种优点，数字技术和数字集成电路的使用已经成为构成现代电子系统的重要标志。电子系统的集成化，不仅可
17、使系统的体积小、重量轻且功耗低，更重要的是可使系统的可靠性大大提高。因此自集成电路问世以来，集成规模便以10倍/6年的速度增长。从20世纪90年代初以来，电子系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化。为满足个人电脑、无绳电话和高速数据传输设备的发展需求，电子厂商们越加迫切地追求电子产品的高功能、优品质、低成本、微功耗和微小封装尺寸。为达到此目标，必须采用少量的IC器件使面积尽可能小。在一些电子设备的电路板故障检测仪中，往往需要频率、幅度都能由计算机自动调节的信号源。采用诸如MAX038信号发生器芯片外加电阻及切换开关等器件虽然湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料7也能调节频率和幅度，但这种
18、调节是离散的，且电路复杂，使用不方便。而采用直接数字合成芯片DDS及外加D/A转换芯片构成的可控信号源，可产生正弦波、调频波、调幅波及方波等，并且其信号的频率和幅度可由微机来精确控制，调节非常方便。正弦信号发生器作为电子技术领域中最基本的电子仪器，广泛应用于航空航天测控、通信系统、电子对抗、电子测量、科研等各个领域中。随着电子信息技术的发展，对其性能的要求也越来越高，如要求频率稳定性高、转换速度快，具有调幅、调频、调相等功能，另外还经常需要两路正弦信号不仅具有相同的频率，同时要有确定的相位差4。随着数字信号处理和集成电路技术的发展，直接数字频率合成（DDS）的应用也越来越广泛。DDS具有相位和
19、频率分辨率高、稳定度好、频率转换时间短、输出相位连续、可以实现多种数字与模拟调制的优点，而可编程门阵列（FPGA）具有集成度高、通用性好、设计灵活、编程方便、可以实现芯片的动态重构等特点，因此可以快速地完成复杂的数字系统。由于模拟调相方法有生产性差、调试不方便、调制度控制不精确等缺点，因此采用数字方法实现各种模拟调制也越来越普遍5。单片机是实现各种控制策略和算法的载体。波形发生器也可运用单片机技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波相位、频率和幅值可调的信号。信号的频率、相位可通过键盘输入并显示。与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别
20、是操作简单方便，成本低。2选题依据、主要研究内容、研究思路及方案（1）选题依据直接数字频率合成DIRECTDIGITALSYNTHESIS，DDS技术是近年来迅速发展起来的频率合成方法。DDS采用数字存储技术，通过相位累加、幅度查表以及数模变换来实现波形产生，具有超宽的相对带宽，超高的频率捷变速度、超细的频率分辨率、稳定度好、频率转换时间短、输出相位连续、可以实现多种数字与模拟调制和全数字化便于单片集成等优越性能。单片机是实现各种控制策略和算法的载体。波形发生器也可运用单片机技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波相位、频率和幅值可调的信号。信号的频率、相位可通过键盘输入并
21、显示。与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便，成本低。（2）研究内容A硬件电路设计湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料8电源模块的设计单片机模块的设计DDS模块的设计显示与按键模块的设计B系统软件的设计主程序的设计DDS处理程序的设计显示案件程序的设计（3）研究思路及方案电源模块的设计设计一个5V直流电源单片机模块的设计MCS51单片机8051系统是整个硬件系统的核心，其功能功能是传送频率控制字K1和相位控制字K2给FPGA处理；生成波形表存储于EEPROM中；控制键盘的写入和LED的显示；控制DAC0832进行幅值转换。在每次加电
22、前都要通过单片机初始化，将写好的程序加载在信号产生系统上，然后把从键盘上输入的数据送到中央处理芯片上，信号通过低通滤波器输出的同时，LED数码管显示信号的频率和相位差。DDS模块的设计自行设计的基于FPGA芯片方案DDS技术的实现依赖于高速、高性能的数字器件。可编程逻辑器件以其速度高、规模大、可编程，以及有强大EDA软件支持等特性，十分适合实现DDS技术。ALTERA是著名的PLD生产厂商，多年来一直占据着行业领先的地位。ALTERA的PLD具有高性能、高集成度和高性价比的优点，此外它还提供了功能全面的开发工具和丰富的IP核、宏功能库等，因此ALTERA的产品获得了广泛的应用。ALTERA的产
23、品有多个系列，按照推出的先后顺序依次为CLASSIC系列、MAXMULTIPLEARRAYMATRIX系列、FLEXFLEXIBLELOGICELEMENTMATRIX系列、APEXADVANCEDLOGICELEMENTMATRIX系列、ACEX系列、STRATIX系列以及CYCLONE等15。虽然有的专用DDS芯片的功能也比较多，但控制方式却是固定的，因此不一定是我们所需要的。而利用FPGA则可以根据需要方便地实现各种比较复杂的调频、调相和调幅功能，具有良好的实用性。就合成信号质量而言，专用DDS芯片由于采用特定的集成工艺，内部数字信号抖动很小，可以输出高质量的模拟信号；利用FPGA也能输
24、出较高质量的信号，虽然达不到专用DDS芯片的水平，但信号精度误差在允许范围之内。显示与按键模块的设计湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料9显示部分采用LCD显示波形的频率键盘用按键来控制输出波形的种类和数值的输入采用通用键盘接口芯片8279，通过74LS373和74LS377与单片机的P0口相连,控制44阵列键盘和4个数码管显示的键盘显示模块,用扫描方式由8279得到键盘码，由中断服务程序把数据送给单片机，以实现系统控制和显示功能。用四个LED进行显示，这种方案的缺点是不能适时显示，但也能满足设计要求3工作进度及具体安排2012年1月28日前，下发设计任务书，填写开题报告；2012年3
25、月31日前，收集参考资料查阅有关文献；2012年4月20日前，对课题进行调研；2012年5月15日前，编写毕业设计说明书，绘制图样；2012年6月1日前，修改、整理、装订毕业设计说明书，准备论文答辩。4指导教师意见指导教师年月日说明开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料10本科毕业设计（论文）中期报告填表日期2012年04月09日学院部电气与信息工程学院班级学生姓名课题名称基于DDS的信号发生器的设计课题主要任务A硬
26、件电路设计B系统软件的设计C完成技术指标1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果到工厂参加实习，查阅论文相关资料；根据任务书完成了系统的基本硬件结构设计，绘制PROTEUS仿真图；完成软件设计及调试，完成课题的基本功能2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排系统微调，修正设计中的缺陷；功能扩展，调整技术指标3、存在的具体问题频率稳定度与设计中的稳定度出现偏差4、指导教师对该生前期研究工作的评价指导教师签名日期湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料11毕业设计（论文）指导教师评阅表学院（部）学生姓名学号班级专业指导教师姓名课题名称评语（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况；检索和
27、利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加答辩是否指导教师评定成绩分值指导教师签字年月日湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料12毕业设计（论文）评阅教师评阅表学院（部）学生姓名学号班级专业课题名称评语（对论文学术评语，包括选题意义；文献利用能力；所用资料可靠性；创新成果及写作规范化和逻辑性）针对课题内容给设计者（作者）提出3个问题，作为答辩时参考。123评分是否同意参加答辩是否评阅人签名年月日湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料13毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表学院（部）（公章）说明最终评定成绩ABC，三个成绩的百分比由各学院（部）自己确定。学生姓名学号班级答辩日期课题名称指导教师成绩评定分值评定教师1教师2教师3教师4教师5小计课题介绍思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确、深入,知识面宽。70合计100答辩评分分值答辩小组长签名答辩成绩A指导教师评分分值指导教师评定成绩B评阅教师评分分值评阅教师评定成绩C最终评定成绩分数等级答辩委员会主任签名年月日
