基于FPGA的DDS逆变器研究与设计

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于FPGA的函数信号发生器设计与实现，重点在于改进重复控制和双闭环PI控制的逆变器研究。作者黄振华在导师李正明的指导下，完成了从硬件电路到软件设计的全过程。论文主要涵盖了以下几个方面：FPGA的DDS模块实现、ARM控制模块设计以及系统软件设计。" 本设计的主要工作集中在三个方面： 1. 基于FPGA的DDS模块电路实现：采用了Altera公司的EP2C35F672C6芯片，利用硬件编程语言Verilog实现DDS模块。DDS是一种全数字频率合成技术，通过查表方式生成任意波形，适合于高性能且低成本的函数信号发生器。在设计中，需要熟悉DDS原理、FPGA开发流程以及相关工具如QuartusII的使用。 2. ARM控制模块设计：设计了ARM控制芯片与键盘、显示电路的接口，这涉及到嵌入式系统知识，包括ARM接口电路原理、PROTEL工具的使用。ARM芯片如Samsung的S3C2440被用于控制系统，需要掌握其硬件环境和指令系统。 3. 系统软件设计：包括嵌入式Linux操作系统的移植、驱动程序移植以及应用程序开发。应用程序设计涉及键盘处理、频率及相位控制、液晶显示控制、波形数据更新控制等，需要使用C语言在ARM-Linux环境下编程，以及熟悉QT开发环境。 论文中提到，FPGA的高集成度和高速度使其成为实现DDS技术的理想选择，能够提高函数信号发生器的性能并降低成本。设计中，FPGA芯片与控制芯片的接口设计是一个挑战，通过Verilog-HDL硬件编程语言和Altera的 QuartusII工具成功解决。最终，系统能够输出步进为0.01Hz，频率范围从0.01Hz到20MHz的正弦波、三角波、锯齿波、方波，以及0.01Hz到20kHz的任意波形，实验结果证明了设计的可行性。 关键词包括：函数发生器、直接数字频率合成（DDS）、现场可编程门阵列（FPGA）。此研究对于理解和开发基于FPGA的高级信号发生器具有重要意义，特别是在逆变器控制技术的改进方面，为未来类似设计提供了参考。