基于SOPC的DDS信号发生器设计

幅值。10 位的寻址ROM 相当于将一个周期的信号进行离散化，形成具有1 024 个样值的序列。累加器产生的地址通过波形的地址分配读取不同存储器中的数据，然后将读出来的数据经过D/ A 转换器，转换成模拟信号输出。

图4 DDS 模块图

2 软件设计

NIOS 完整的开发环境是NIOS 处理器与用户的接口界面。使用NIOS IDE 可以完成所有的软件开发任务，包括程序的编辑，编译和调试。硬件提取层( HAL) 支持通用I/ O 器件，可以通过编写标准C 程序访问硬件，HA L 减少了对硬件寄存器的访问，直接与外围器件进行通信或控制。不同的外围硬件需要不同程度的HAL 的支持，需要运行HAL 的软件驱动器。DDS 系统控制在NIOS IDE 环境下用标准C 语言实现，通过编写代码、编译、链接、调试、下载几个步骤完成整个设计。

打开IDE 开发环境后，第一步需要做的就是新建一个工程，将SOPC Builder 生成的. ptf 添加之后，系统根据该硬件的地址分配情况自动生成相应的头文件，该头文件定义了各个组件的基地址。当SOPC 系统发生变化，IDE 将在用户编译和运行应用程序时重新对HAL 进行编译。整个软件编写的流程图如图5 所示。

图5 软件流程图

3 系统调试过程与结果

系统时钟为50 MHz，当波形选择键选为正弦波,频率字设置为5 时，数码管上显示5，按下确认键后，数码管显示”-“，通过示波器，可以观察到输出波形如图6所示，横轴为时间档，纵轴为幅值。当波形选择键选为方波，频率字设置为10 时，数码管上先显示1，后显示0，按下确认键之后，数码管显示“-”，这样在示波器上观察到的波形如图7 所示。按照上面的操作过程,三角波和锯齿波的波形分别如图8，图9 所示。

图6 正弦波波形

图7 方波波形

图8 三角波波形

图9 锯齿波波形

4 结 论

本文所设计的是频率字的预置与波形的选择，是通过键盘输入的，因此能够得到规定范围内的任意频率的波形，这样可以很好地满足变频信号的情况，实用性较强。实验所调试出的波形清晰，干扰小。采用SOPC 方法实现，使设计变得非常灵活。该设计只实现了任意频率的波形输入，还需要实现相位累加，设计才会变得更加完美。