基于CPLD脉宽调制信号发生器

摘要 在现代的测试领域中函数信号发生器是最为广泛应用的科学仪器之一，代表着信号源的发展方向，随着现场可编程门阵列（FPGA/CPLD）技术的发展以及脉宽调制技术（PWM）和直接数字频率合成（DDS）技术的日渐成熟，为这类函数信号发生器提供了理论依据和技术支持，极大的提高函数信号发生器的性能，降低了成本。 本文首先介绍了函数信号发生器的发展背景和研究意义，然后介绍设计方案，是基于CPLD设计出一款能够产生PWM波形、正弦信号和三角波形的信号发生器，接着介绍CPLD的开发环境，最后详细说明信号发生器的实现过程和仿真的结果。 在实现过程中，本设计选用的Altera公司的WMP570T100C5N芯片作为为信号发生器的主芯片。并在Quartus II 中运用verilog-HDL 语言实现，论文最后给出系统的输出结果，可以产生占空比和频率均可调的PWM信号，频率可调的正弦信号和三角波。 关键词:脉宽调制技术；DSS技术；CPLD；占空比可调；频率可调 目录摘要??? IAbstract??? II第一章 绪论??? 11.1 课题研究背景??? 11.2 课题研究意义??? 11.3 论文主要研究内容及组织结构??? 2第二章 信号发生器的基础理论??? 32.1 脉宽调制技术??? 32.2 正弦信号DDS技术??? 4第三章 系统方案设计??? 73.1 系统设计要求??? 73.2 系统总体方案论证??? 73.3 系统主要芯片介绍??? 93.3.1 EMP570T100C5N??? 93.3.2 LM324芯片??? 9第四章 系统硬件设计??? 114.1 Altium Designer6.0主要特点??? 114.2 CPLD最小核心系统??? 114.2.1 时钟电路??? 124.2.2 电源电路??? 134.2.3 复位电路??? 134.2.4 配置电路??? 144.2.5 拨码开关电路??? 154.3 数模转换电路设计??? 15第五章 系统软件设计??? 175.1 软件开发环境及开发流程??? 175.2 程序流程图??? 185.3 波形产生模快??? 205.3.1 PWM模块??? 205.3.2 正弦模块??? 215.3.3 三角波模块??? 225.4 波形选择模块??? 23结论??? 24参考文献??? 25附录一??? 26附录二??? 30致谢??? 31 本次课题是设计出一款基于CPLD的脉冲宽度调制器，其主要功能是可以输出PWM波形，并且PWM的频率和占空比是可以控制的，另外本次设计的发生器还扩展了输出正弦波和三角波的功能，是设计更加丰富。本次论文对硬件和软件都进行了设计，硬件是采用AD6.9软件进行原理图的设计，软件则采用QuartusII9.0软件，采用VerilogHDL语言进行编程，最终编程成功，并进行了仿真验证。本次毕设的论文分为五个章节，其组织结构如下所示： 第1章 绪论 主要介绍了课题的研究背景，对PWM调制技术的发展进行了简要概述，并提出了课题的研究意义，最后给出了本文的研究内容和文章的组织结构。 第2章 信号发生器的基础理论 对发生器的理论基础进行了研究，分别研究了脉宽调制技术和DDS技术。 第2章 总体方案设计 介绍了脉宽调制技术的概念，并对主要对系统的总体进行分析，确定总体设计方案。分别对硬件和软件的方案进行描述。 第3章 CPLD硬件设计 根据系统需求对CPLD的硬件进行设计，给出了设计原理图，并进行了详细的解释。 第4章 软件设计及仿真 根据具体需求和硬件匹配，设计出一款不仅能够产生PWM控制波形，而且还有扩展功能。通过代码的编写实现了其功能，并进行了仿真。 第5章 结论 对全文进行了工作总结。