基于ARM11和FPGA标准谐波信号源的设计

摘要

在科学技术迅速发展的世界里，各种仪表的精确度在不断地提高。例如电能表，它作为计量电能的一种仪表，其准确程度关系到电能生产者和消费者的切身利益，对电能表的校验变得十分重要，因此对所需要的标准谐波信号源的要求也随之提高。
　　 本课题的主要研究目的是设计一个基于ARM11和FPGA的嵌入式系统的标准谐波信号源，所采用的核心微处理芯片是S3C6410，依据的是DDS基本原理，该标准谐波信号源可以被广泛地用于检测各种类型的数字仪表、指示仪表、多种多样的电能表、互感器、数字测控装置、以及各种变送器、交流采样装置、负控终端、用电管理终端、集中器、抄表终端、无功补偿控制器和其他电子产品的各项指标。
　　 本论文主要从硬件电路设计和软件程序设计两个方面，阐述了标准谐波信号源产生的具体理论。其大体情况如下:首先，论文介绍了嵌入式系统ARM11硬件平台的构建，阐述了谐波信号源产生的基本原理;其次，介绍了系统外围硬件电路的设计以及相应的软件程序设计;最后，描述了产生谐波信号所需要的各个功能模块的设计及其仿真结果。
　　 本次设计的信号源的基波波形有:正弦波、方波、三角波、锯齿波、奇次谐波、偶次谐波。输出的各路信号在基波不变的情况下，最多可以叠加七种高次正弦谐波(2～128)。所有信号的基波频率可调，频率范围为35Hz～70Hz，细度0.0001Hz。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究内容

1．4 本章小结

2 标准谐波信号源设计方案综述

2．1 电能表校验原理

2．2 主要技术指标

2．3 谐波信号源基本原理及总体设计方案

2．3．1 DDS技术基本原理

2．3．2 整体设计方案

2．4 本章小结

3 基于ARM11嵌入式系统的硬件开发

3．1 嵌入式系统开发

3．1．1 嵌入式系统的简介和特点

3．1．2 嵌入式系统的开发流程

3．2 本系统采用的开发技术

3．2．1 ARM概述

3．2．2 ARM处理器的选取

3．3 硬件电路设计

3．3．1 嵌入式平台介绍

3．3．2 主要芯片介绍

3．3．3 电源电路设计

3．3．4 复位电路、晶振电路的设计

3．3．5 键盘电路设计

3．3．6 以太网接口电路设计

3．3．7 CAN总线的设计

3．3．8 SD卡接口的设计

3．3．9 LCD液晶显示电路的设计

3．4 本章小结

4 ARM嵌入式系统软件设计

4．1 嵌入式系统开发环境简介

4．2 系统控制电路程序的设计

4．2．1 启动代码

4．2．2 复位程序设计

4．2．3 SD卡初始化

4．2．4 以太网接口的软件设计

4．2．5 系统键盘的软件设计

4．2．6 LCD显示模块的设计

4．3 本章小结

5 标准谐波信号发生模块的设计

5．1 谐波信号发生模块的总体设计

5．2 基波波形的产生

5．2．1 正弦波各生成模块的设计

5．2．2 方波、三角波、锯齿波的产生

5．3 移相的实现

5．4 波形选择电路

5．5 谐波叠加模块的设计

5．6 本章小结

6 结束语

6．1 工作总结

6．2 工作展望

致谢

参考文献