基于CPLD的三相多波形函数发生器资料.docx

摘 要

直接数字频率合成(Direct Digital Synthesis，DDS)是 20 世纪 60 年代末出现的第

三代频率合成技术，该技术从相位概念出发，以时域采样定理为基础，在时域中进行

频率合成，它以可编程逻辑器件(CPLD)作为控制及数据处理的核心，可将波形数据

用 D/A 转换器快速恢复。基于 CPLD 和 DDS 技术的函数发生器可以实现信号波形的

多样化，同时大大提高输出信号的带宽。

整个设计采用 MAX+ plus II 开发平台，VHDL 编程实现，基于可编程逻辑器件

CPLD 设计多波形信号发生器。用 VHDL 编程实现，其设计过程简单，极易修改，可

移植性强。系统以 CPLD 为核心，采用直接数字合成技术，辅以必要的模拟电路，构

ABSTRACT

Direct digital frequency synthesize(DDFS) is a recently and rapidly developed

technology which features high frequency resolution ． This paper briefly introduces the

basic principle of DDS. The basic principle and performance of CPLD chip．Then it mainly

describes how to use CPLD chip to design a function generator of high accuracy ． The

principle of three-phase multi-signal generator based on CPLD and DDS technology is

introduced．Based on these，the modules of CPLD design are given．

The multi-wave signal generator is designed based on program-mable logical

output the sine-wave，the triangle-wave，the square-wave．Then downloaded under the

situation which the entire system hardware connects do not change，and finally output the

special profile which user needs．The multi-wave signal generator generates wave which

the conventional function signal generators can ’ t make ． Moreover because of the

programmable reset feature of the CPLD ， the generator can change the wave data

conveniently and practice easily ． The whole design realizes by the VHDL

2.1 波形发生器系统的设计方法及其技术指标.............................3

2.1.1 设计方式概述.................................................................................................3

2.1.2 三相函数多波形发生器技术指标................................................................5

2.1.3 三相波形发生器设计方法概述.....................................................................5

2.2 设计方案.........................................................6

2.2.1 三相函数发生器设计原理............................................................................6

2.2.2 多波形发生器的各个波形模块设计方式简介............................................9

2.3 调试部分........................................................12

2.3.1 CPLD 在使用中遇到的问题.......................................................................12

2.3.2 控制电路的调试..........................................................................................13

附录 2 元件介绍.................................................................................................................23

1 DAC0832 ..........................................................23

2 LM324 ............................................................24

3 PM7128SLC84-15 芯片...............................................25

附录 3 电路原理图..............................................................................................................26

附录 4 英文资料及译文.....................................................................................................27

1 英文资料..........................................................27

2 英文译文..........................................................36

致 谢....................................................................................................................................43

直至实现既定的电子线路系统功能。EDA 技术使得设计者的工作仅限于利用软件的

方式，即利用硬件描述语言和 EDA 软件来完成对系统硬件功能的实现。

EDA 使得电子技术领域各学科的界限更加模糊，更加护为包容：模拟与数字、

软件与硬件、系统与器件、行为与结构、ASIC（Application Specific Integrated

Circuit,专用集成电路）与 FPGA（Field Programmable Gate Array）等。

EDA 技术在 21 世纪得到的很大进步，例如更大规模的 FPGA 和 CPLD

（Complex Programmable Logic Device）器件的不断推出；软硬件 IP 核(Intellectual

Property)在电子行业的产业领域、技术领域和设计应用领域得到进一步的确认；系统

级、行为验证级硬件描述语言(System C)的出现，使复杂电子系统和验证趋于简单。

硬件描述语言 VHDL[全名是 VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit)

行为描述和系统描述的能力，VHDL 支持各种模式的设计方法：自顶向下与自顶向上

或混合方法，在面对当今电子产品生命周期缩短，需要多次重新设计以融入最新技术、

改变工艺等方面，VHDL 具有良好的适应性。

向器件作编程或适配习惯上叫做下载，这要通过下载软件平台或者下载电缆实现。

这是设计过程中的重要步骤，可以利用 MAX+PLUSⅡ软件在计算机上完成设计并下载

到目标器件中。EDA 工具软件大致可以分为 5 个模块：设计输入编辑器，仿真器，HDL

综合器，适配器，下载器等。

Direct Digital Synthesis(DDS)是 20 世纪 60 年代末出现的第三代频率合成技术。

该技术从相位概念出发，以时域采样定理为基础，在时域中进行频率合成，它以可编

程逻辑器件(CPLD)作为控制及数据处理的核心，将存于 Flash ROM 的波形数据用