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--- 波形信号发生器设计 [2018/10/23 09:55]
anran [实验原理]
+++ 波形信号发生器设计 [2018/11/04 20:11]
gongyu [实验目的]
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   * 任务：基于 STEP-MAX10M08核心板 和 STEP BaseBoard V3.0底板 完成波形信号发生器设计并观察调试结果
-  * 要求：通过底板上的旋转编码器控制串行DAC芯片DAC081S101基于DDS技术产生波形可选、频率可调的常见波形信号。
+  * 要求：通过底板上的旋转编码器控制串行[[DAC]]芯片DAC081S101基于[[DDS]]技术产生波形可选、频率可调的常见波形信号。
-  * 解析：FPGA驱动旋转编码器得到操作信息，通过逻辑控制波形和频率寄存器，设计DDS模块根据波形和频率寄存器控制波形数据的输出，波形数据通过串行DAC驱动模块传送到底板的DAC芯片进行转换，得到波形信号输出。
+  * 解析：[[FPGA]]驱动旋转编码器得到操作信息，通过逻辑控制波形和频率寄存器，设计[[DDS]]模块根据波形和频率寄存器控制波形数据的输出，波形数据通过串行DAC驱动模块传送到底板的[[DAC]]芯片进行转换，得到波形信号输出。
 ====实验目的====
-前面章节我们学习了旋转编码器的工作原理及驱动方法，本实验主要学习DDS技术的原理及实现，IP核rom模块的例化使用，串行DAC芯片DAC081S101的驱动设计。
+前面章节我们学习了旋转编码器的工作原理及驱动方法，本实验主要学习[[DDS]]技术的原理及实现，IP核rom模块的例化使用，串行[[DAC]]芯片DAC081S101的驱动设计。
-  * 学习数模转换器DAC的相关知识
+  * 学习数模转换器[[DAC]]的相关知识
-  * 串行（SPI接口）DAC芯片DAC081S101的驱动设计
+  * 串行（[[SPI]]接口）[[DAC]]芯片DAC081S101的驱动设计
-  * 学习DDS技术的原理及实现
+  * 学习[[DDS]]技术的原理及实现
   * 完成波形信号发生器设计实现
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 ===DDS设计实现===
-{{:8-波表数据示意图.png?800|波表数据示意图}}
+{{:8-波表数据示意图.png?600|波表数据示意图}}
 如上图所示，以8位DAC为例，将一个周期的正弦波分割成256份，得到256个相位波形量化数据，设计一个存储器，宽度为8，深度为256，将256个相位波形量化数据放入存储器中，我们就得到了一个正弦波波表。我们可以通过例化rom的IP核实现波表的设计，具体的操作如下：
@@ 行 151: / 行 151: @@
 第三步更改配置模式，因为例化了rom的IP核，需要初始化数据，所以需要更改配置模式。打开Assignments菜单下的Device选项，点击Device and Pin Opetions，找到Configuration → Configuration mode，下拉列表中选择最后一项，点击OK保存。
-{{:8-配置模式.png?800|设置FPGA配置模式}}
+{{:8-配置模式.png?600|设置FPGA配置模式}}
 打开rom核中的Verilog文件，端口声明如下：
@@ 行 163: / 行 163: @@
 其中clock为存储器时钟，address为存储器地址，q对应address地址中的数据输出，到这里我们的正弦波表就创建好了。
-{{:8-并行DAC应用框图.png?400|并行DAC应用框图}}
+{{:8-并行DAC应用框图.png?500|并行DAC应用框图}}
 如果我们有上图电路的硬件，当FPGA按照时钟的节拍产生波形数据，就可以得到对应的模拟输出了，我们来看一个简单的DDS产生锯齿波例子：
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 上面程序中累加器phase_acc随时钟clk自加1，传输给并行DAC的数据同样自加，最后得到锯齿波输出，当clk为100MHz时，锯齿波频率为100MHz / 2^24 = 5.96Hz。
-锯齿波输出：{{:8-锯齿波.png?500|锯齿波}}
+锯齿波输出：{{:8-锯齿波.gif?500|锯齿波}}
 想要输出三角波，只需要把DAC数据输出赋值的语句改为：
@@ 行 194: / 行 194: @@
 </code>
-三角波输出：{{:8-三角波.png?500|三角波}}
+三角波输出：{{:8-三角波.gif?500|三角波}}
 想要输出方波，只需要把DAC数据输出赋值的语句改为：
@@ 行 202: / 行 202: @@
 </code>
-方波输出：{{:8-方波.png?500|方波}}
+方波输出：{{:8-方波.gif?500|方波}}
 想要输出正弦波，只需要把DAC数据输出赋值的语句改为波表存储器的例化：
@@ 行 329: / 行 329: @@
 ====实验现象====
+将设计加载到FPGA中，使用示波器观察底板DAC射频端子信号输出，按动旋转编码器观察不同的波形输出，转动旋转编码器观察频率的变化。
+{{:8-波形输出.png?600|默认输出}}
+{{:8-正弦波输出.png?500|正弦波输出}} {{:8-锯齿波输出.png?500|锯齿波输出}}
+{{:8-三角波输出.png?500|三角波输出}} {{:8-方波输出.png?500|方波输出}}