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基于CPLD的三相多波形函数发生器摘要

直接数字频率合成(DirectDigitalSynthesis,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+plusIⅡ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，构成一个波形稳定，精度较高的函数信号发生器。系统的特色在于除晶体振荡器和A/D转换外，全部集成在一片CPLD芯片上，使系统大大简化。它可输出频率、幅度可调的正弦波、三角波、方波。另外由于CPLD具有可编程重置特性，因而可以方便地更换波形数据，且简单易行，带来极大方便。

关键词：信号发生器设计；三相；VHDL;CPLD;MAX+plusIⅡ

目录

1引言 1

2基于CPLD的三相多波形函数发生器设计 3

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 10

2.3调试部分 12

2.3.1CPLD在使用中遇到的问题 12

2.3.2控制电路的调试 13

2.3.3DAC电路的调试 13

2.3.4程序的调试 13

2.3.5硬件电路的调试 14

结论 15

参考文献 16

附录1三相多波形函数发生器各模块的程序 错误!未定义书签。

附录2元件介绍 错误!未定义书签。

1DAC0832 错误!未定义书签。

2LM324 错误!未定义书签。

3PM7128SLC84-15芯片 错误!未定义书签。

附录1电路原理图 17

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1引言

现代电子技术的核心技术是EDA(ElectronicDesignAutomation)。EDA技术就是依赖强大的电子计算机在EDA开发平台上，对硬件描述语言HDL(Hardware

DescriptionLanguage)系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动的完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合(布局布线),以及逻辑优化和仿真测试，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(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,专用集成电路)与FPGA(FieldProgrammableGateArray)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(ComplexProgrammableLogicDevice)器件的不断推出；软硬件IP核(IntellectualProperty)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(SystemC)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(VeryHighSpeedIntegratedCircuit)HardwareDescriptionLanguage]是EDA技术的重要组成部分，由美国国防部发起创建，由IEEE(TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers)进一步发展并发布，是硬件描述语言的业界标准之一。

VHDL语言具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计任务，提高了设计效率和可靠性。

VHDL具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性，并且具有良好的电路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