基于fpga的数字通信实训平台的设计【字数：8715】
摘 要本数字通信实训平台致力于加强即将步入职场学生的就业才能，根据传统的数字通信实训平台，制作了操作性强、性能优秀的FPGA核心开发板，并研究出相应的功能模块，因为FPGA技术具有集成度高、速度快和可以现场编程的优势，可以让学生逐步的了解实验原理和结果。随着学生对实验的实际实践操作和对实验数据的调试和分析，牢牢掌握数字通信系统构成的基本要素，同时掌握实现现代通信产品的典型技术手段。
目 录
第一章 绪论 1
1.1国内外发展现状 1
1.1.1数字解调技术发展现状 1
1.1.2 FPGA 发展现状 1
1.2本设计比较过去的创新和优缺点 2
第二章 平台设计方案 4
2.1 硬件实验系统设计 4
2.2软件实验系统设计 4
第三章 硬件实验系统设计 6
3.1 核心开发板硬件电路 6
3.1.1 主芯片电路 6
3.1.2FLASH 存储电路 7
3.1.3I/O 接口电路 8
3.1.4 扩展接口电路 8
3.2信号源模块 8
3.3定时同步模块 10
3.4A/D转换模块 11
3.5信道编码模块 14
3.6数字调制与解调模块 16
第四章 软件实验系统设计 17
4.1 基本功能 19
4.2 QUARTUSⅡ9.0介绍 20
4.3 信源编码软件实验设计 21
4.4 信道编码和数字调制解调软件实验设计 22
4.5 发送模块的基于FPGA的软件实验电路 22
第5章 系统实测 23
5.1 采用硬件模块搭接的方式构建系统 23
5.2 通过FPGA 软件实现通信系统模型 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1国内外发展现状
1.1.1数字解调技术发展现状
目前数字信号处理技术已经达到了一个较为成熟的状态，生 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
活中处处都离不开它的应用，数字调制技术随着信息化时代的进步也变得相对成熟，这其中包括的BPSK,QPSK和QAM等是我们日常生活中最为常见和使用的调制技术，数字调制使用了不同的三个变量，分别代表着三个不同的传输信号，调制的作用就是把需要传输的模拟信号或数字信号调制成能够在信道中可以传输的高频信号，这种信号称为已调信号。解调的作用是将接受端已调制的信号转化为即将要传输的原始信号。相移（PSK）,频移（FSK）和振幅（ASK）是在调制解调的过程中我们需要使用的键控方法，调制解调的过程中我们经常会碰到不同进制的调制信号，然而多进制的信号调制比一般二进制的调制速度要快，这是因为多进制的调制信号的取值种类较多，所以多进制的传输速率要比二进制的速率快上很多，多进制的调制比二进制的调制在调制环境的一样的情况下，多进制的码率较二进制码率低，这使得多进制的码元能量较二进制的大，所以这导致了传输过程中受到码元的干扰较小，多进制种种得天独厚的优势，使得多进制在我们日常生活中的应用更为广泛，在许多领域都可以见到。
在二十世纪八十年代，我们日常所使用的电话当中运用最广泛的且最具有特征的技术就是恒包网络数字调制，随着现代信息社会的发展，我们对数字调制技术更加的依赖，数字微波通信系统，网络通信系统等多种现代化系统更多的采用正交相移键控(QPSK)技术和正交相移键控调制技术。采用正交相移键控调制技术有着很多的好处,列如更容易操作,不会出现太多的失误,可以应用于大部分的设备,使用起来比较稳定。多进制调制技术在通信行业应用广泛,在这个技术支持下,我们平日的网络速度越来越快,如果通信系统大量的使用模拟信号调制解调,实现起来会有很大的阻碍,并系统占的位置太大,比较浪费资源,让数字通信技术失去了它原始的优势。在全数字化环境中用程序和各模块进行调制解调的步骤容易在现实中操作且可以发挥自身的优势，这种办法拥有以下特点：
① 电路的组成比较浅显易懂，且方便调试；
② 通过应用合适的解调算法，可以使接收达到最好状态；
③ 模块小，利于使用的便捷和工厂生产时的方便。
1.1.2 FPGA 发展现状
现在数字通信成为我们生活中必不可少的一部分，FPGA在数字通信技术的领域中发挥了很大的作用，FPGA增强了日常使用的电路器件的集成密度，有着比定置电路更大的应用范围，属于ASIC，通信系统中到处都有它的身影，且不受硬件电路约束。FPGA在使用方面有着大量的好处，列如方便设计者的调试，设计过程较为简单，节约开发成本，可以进行多次的编程等优势，使用FPGA让系统可以解决多种问题，适用范围全面，这避免了以往使用的集成系统的灵活性低的问题。不仅如此FPGA平台的会用可以让操作人员对系统进行仿真，达到检验功能是否能够实现的作用。
1.2本设计比较过去的创新和优缺点
在大学课程中，面临着抽象的课程面临着学生难以理解，繁琐的公式学生难以消化的问题，久而久之甚至降低了学生学习兴趣，这也让许多的院校都必须做出相应的措施，增加课堂的趣味程度，开发相应的实验课程，提高学生的动手能力，借助课堂上的边学边做，让学生对知识的理解与消化更加的容易，以往学生都在利用传统的实验设备，完成不同的实验，但是这类传统设备的缺陷在于足够的利用FPGA软件的优势，从整体看，实验缺乏系统性，很难让学生对所学通信电路知识有一个系统的了解，为了改变这一问题，本设计在包含数字源，数字的调制解调等实验中添加FPGA实验模块，能够让学生在拥有的知识基础上，发挥自主能动性。在操作实验的过程中，学生需要对概念知识有一个系统的认识，进行调试后，得出相应实验结果，增强了学生对通信系统的理解。实验操作的成功也提高了学生对课程的感兴趣度。
放眼现有的通信实验课程的应用的数字通信实训平台，都是以传统的通信原理这本书为模板，目的仅仅停留在对理论知识的证明，这对学生掌握这门课程的核心知识，以及完成达到精通这门课程的专业技术的目标显然是不够的，本设计的数字通信实训平台将实验分成了一个个不同的版块，每个版块都代表了不同的实验，学生在进行实验时，只需进行更换不同的电路板，即可完成相应的实验，为了加强学生的对整体系统的实践观念，理解系统组成的重要性，学生需要理解相应板块的连接方式，以及相应组成构成，才能将实验项目进行到底，学生在实践中对整门课程的理解及兴趣，都会有很大的提升。
目 录
第一章 绪论 1
1.1国内外发展现状 1
1.1.1数字解调技术发展现状 1
1.1.2 FPGA 发展现状 1
1.2本设计比较过去的创新和优缺点 2
第二章 平台设计方案 4
2.1 硬件实验系统设计 4
2.2软件实验系统设计 4
第三章 硬件实验系统设计 6
3.1 核心开发板硬件电路 6
3.1.1 主芯片电路 6
3.1.2FLASH 存储电路 7
3.1.3I/O 接口电路 8
3.1.4 扩展接口电路 8
3.2信号源模块 8
3.3定时同步模块 10
3.4A/D转换模块 11
3.5信道编码模块 14
3.6数字调制与解调模块 16
第四章 软件实验系统设计 17
4.1 基本功能 19
4.2 QUARTUSⅡ9.0介绍 20
4.3 信源编码软件实验设计 21
4.4 信道编码和数字调制解调软件实验设计 22
4.5 发送模块的基于FPGA的软件实验电路 22
第5章 系统实测 23
5.1 采用硬件模块搭接的方式构建系统 23
5.2 通过FPGA 软件实现通信系统模型 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1国内外发展现状
1.1.1数字解调技术发展现状
目前数字信号处理技术已经达到了一个较为成熟的状态，生 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
活中处处都离不开它的应用，数字调制技术随着信息化时代的进步也变得相对成熟，这其中包括的BPSK,QPSK和QAM等是我们日常生活中最为常见和使用的调制技术，数字调制使用了不同的三个变量，分别代表着三个不同的传输信号，调制的作用就是把需要传输的模拟信号或数字信号调制成能够在信道中可以传输的高频信号，这种信号称为已调信号。解调的作用是将接受端已调制的信号转化为即将要传输的原始信号。相移（PSK）,频移（FSK）和振幅（ASK）是在调制解调的过程中我们需要使用的键控方法，调制解调的过程中我们经常会碰到不同进制的调制信号，然而多进制的信号调制比一般二进制的调制速度要快，这是因为多进制的调制信号的取值种类较多，所以多进制的传输速率要比二进制的速率快上很多，多进制的调制比二进制的调制在调制环境的一样的情况下，多进制的码率较二进制码率低，这使得多进制的码元能量较二进制的大，所以这导致了传输过程中受到码元的干扰较小，多进制种种得天独厚的优势，使得多进制在我们日常生活中的应用更为广泛，在许多领域都可以见到。
在二十世纪八十年代，我们日常所使用的电话当中运用最广泛的且最具有特征的技术就是恒包网络数字调制，随着现代信息社会的发展，我们对数字调制技术更加的依赖，数字微波通信系统，网络通信系统等多种现代化系统更多的采用正交相移键控(QPSK)技术和正交相移键控调制技术。采用正交相移键控调制技术有着很多的好处,列如更容易操作,不会出现太多的失误,可以应用于大部分的设备,使用起来比较稳定。多进制调制技术在通信行业应用广泛,在这个技术支持下,我们平日的网络速度越来越快,如果通信系统大量的使用模拟信号调制解调,实现起来会有很大的阻碍,并系统占的位置太大,比较浪费资源,让数字通信技术失去了它原始的优势。在全数字化环境中用程序和各模块进行调制解调的步骤容易在现实中操作且可以发挥自身的优势，这种办法拥有以下特点：
① 电路的组成比较浅显易懂，且方便调试；
② 通过应用合适的解调算法，可以使接收达到最好状态；
③ 模块小，利于使用的便捷和工厂生产时的方便。
1.1.2 FPGA 发展现状
现在数字通信成为我们生活中必不可少的一部分，FPGA在数字通信技术的领域中发挥了很大的作用，FPGA增强了日常使用的电路器件的集成密度，有着比定置电路更大的应用范围，属于ASIC，通信系统中到处都有它的身影，且不受硬件电路约束。FPGA在使用方面有着大量的好处，列如方便设计者的调试，设计过程较为简单，节约开发成本，可以进行多次的编程等优势，使用FPGA让系统可以解决多种问题，适用范围全面，这避免了以往使用的集成系统的灵活性低的问题。不仅如此FPGA平台的会用可以让操作人员对系统进行仿真，达到检验功能是否能够实现的作用。
1.2本设计比较过去的创新和优缺点
在大学课程中，面临着抽象的课程面临着学生难以理解，繁琐的公式学生难以消化的问题，久而久之甚至降低了学生学习兴趣，这也让许多的院校都必须做出相应的措施，增加课堂的趣味程度，开发相应的实验课程，提高学生的动手能力，借助课堂上的边学边做，让学生对知识的理解与消化更加的容易，以往学生都在利用传统的实验设备，完成不同的实验，但是这类传统设备的缺陷在于足够的利用FPGA软件的优势，从整体看，实验缺乏系统性，很难让学生对所学通信电路知识有一个系统的了解，为了改变这一问题，本设计在包含数字源，数字的调制解调等实验中添加FPGA实验模块，能够让学生在拥有的知识基础上，发挥自主能动性。在操作实验的过程中，学生需要对概念知识有一个系统的认识，进行调试后，得出相应实验结果，增强了学生对通信系统的理解。实验操作的成功也提高了学生对课程的感兴趣度。
放眼现有的通信实验课程的应用的数字通信实训平台，都是以传统的通信原理这本书为模板，目的仅仅停留在对理论知识的证明，这对学生掌握这门课程的核心知识，以及完成达到精通这门课程的专业技术的目标显然是不够的，本设计的数字通信实训平台将实验分成了一个个不同的版块，每个版块都代表了不同的实验，学生在进行实验时，只需进行更换不同的电路板，即可完成相应的实验，为了加强学生的对整体系统的实践观念，理解系统组成的重要性，学生需要理解相应板块的连接方式，以及相应组成构成，才能将实验项目进行到底，学生在实践中对整门课程的理解及兴趣，都会有很大的提升。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/775.html
