基于FPGA的FSK调制波形发生器设计与仿真

本篇文档主要介绍了如何基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计和实现一个FSK（Frequency Shift Keying，频移键控）调制波形产生器。实验的主要目标是让学生熟悉QUARTUSII软件的使用，掌握VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，高速集成电路硬件描述语言）编程技术，并实际运用到硬件设计中，结合数字电路、模拟电路和EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术。 实验所需设备包括GW48-CKEDA开发系统、个人计算机以及20MHz示波器，核心硬件包括EPD1K30T144-3型FPGA芯片和DA0832 8位D/A转换器。FSK调制波形的输出设计十分细致，例如正弦载波频率的选择（f1=625Hz代表“1”，f2=125Hz代表“0”），输出数据内容为7加上学生的学号后三位，使用BCD码表示，相邻位之间由1bit的低电平分隔。输出信号幅度可以通过按键控制在5V或9V之间，而信号码率设定在24bit/s至96bit/s，支持每8bit一个步进调整。 在实验过程中，设计者需要设计出包括按键输入、FPGA处理单元、D/A转换器、滤波器和LED数码显示在内的硬件原理图。使用QUARTUSII作为EDA工具进行设计、编译和仿真，确保各个模块的功能正确，并优化资源利用。在完成设计后，需要将配置文件下载到实验箱中的Altera EP1K30TC144-3 FPGA芯片，通过实验平台GW48系列的EDA/SOC实验开发系统进行测试，验证FSK波形的正确性和性能。 在配置说明部分，强调了实验平台的选择、FPGA芯片型号的具体参数，以及芯片引脚的功能分配，如时钟（CLK）、复位（RESET）、选择信号（SEL0-2）和数据输出位等。此外，还特别提到了D/A转换器接口的连接，确保模拟信号的正确生成和输出。 总结来说，这个实验不仅涉及到基础的数字信号处理技术，也锻炼了学生的硬件设计能力，通过实际操作，使理论知识与实践相结合，提升了学生在FPGA开发和信号处理领域的技能。