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基于单片机的DDS函数信号发生器毕业论文.doc

发布时间：2022-06-25 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.15M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    ABSTRACT
    1 方案论证
    1.1单片机选择与论证
    1.2 DDS选择与论证
    1.3 显示模块
    1.4、电源模块的选取
    2.1硬件设计总体框图
    2.2 系统原理框图简介
    2.3 电源电路设计
    2.4 单片机最小系统设计
    2.4.1 单片机主控电路
    2.4.2单片机最小系统组成
    2.5 DDS输出设计
    2.5.1芯片简介
    2.5.2 DDS信号发生器的组成
    2.5.3 DDS原理及应用
    2.6.1 数码管显示分析
    2.7 按键电路
    3.2 波形输出软件设计
    3.2.1 方波产生软件设计
    3.2.3 三角波产生软件设计
    3.2.4 正弦波产生软件设计
    3.3 显示程序设计
    3.4 波形频率设定
    4.1 方波仿真图
    4.2 正弦波仿真图
    4.3三角波仿真图
    广西师范大学 2011 届本科生毕业论文（设计） 本科毕业论文设计 基于单片机的 DDS 函数信号发生器 题 目： 专业名称： 学生姓名： 学生学号： 指导老师： 毕业时间：
    广西师范大学 2011 届本科生毕业论文（设计） 【内容摘要】信号发生器常被用来当作信号发生源，它可以产生多种波形, 如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波，并且各波形的幅度和频率可调， 正是因为信号发生器可以产生各种波形的信号，因此在在电路实验和设备检测生 产实践和科技领域中都有着广泛的应用。 本系统主要包括四个部分，电源供电，单片机最小系统，DDS，显示。本系 统主要用 89C52 单片机与 DDS 器 AD9833 构成的函数信号发生器，可产生方波、 三角波、正弦波，可以由程序控制改波形的周期，并可以通过按钮实现不同波形 切换。DDS 输出信号的幅值为 0-2.5V，频率步进 1KHz 可调，实际信号频率通过 4 位数码管显示。对于输出信号幅值的控制，主要是用 OP07 放大器对其信号放 大来实现的。通过 OP07 放大器可以把 DDS 输出信号的幅值放大 2 倍，从而达到 了输出波形幅值在 0-5V 变化。 【关键词】：AD9833；89C52；DDS；信号发生器 II
    广西师范大学 2011 届本科生毕业论文（设计） ABSTRACT Placing signage at signal generator is often used as a signal, it can produce various waveform, such as triangle wave, sawtooth wave, rectangle wave (including square wave), sine wave, and the wave amplitude and frequency adjustable, it is because the signal generator can produce various waveform signal, therefore in circuit experiment and test equipment in the field of production practice and science and technology has a wide range of applications. System mainly includes four parts, power supply, single chip microcomputer minimum system, DDS conversion, display. This system mainly USES the 89 c51 and constitute of the DDS converter AD9833 function signal generator, can produce square wave, triangle wave, sine wave, can be controlled by the program to change the cycle of the waveform, and can implement different waveform by pressing the button switch. Output signal amplitude of 0-2.5 V, step 1 KHZ frequency is adjustable, the actual signal frequency through the four digital tube display.For control output signal amplitude, main is to use OP07 amplifier for signal amplification. Through the OP07 amplifier can magnify DDS output signal amplitude 2 times, so as to achieve the output waveform amplitude changes in 0 to 5 v. Keywords: AD9833；89C52；DDS converter；signal generator III
    广西师范大学 2011 届本科生毕业论文（设计） 目录 1.2 ABSTRACT................................................................................................................................................III 1 绪 论......................................................................................................................................................1 1 方案论证................................................................................................................................................1 1.1 单片机选择与论证...............................................................................................................1 DDS 选择与论证.................................................................................................................2 1.3 显示模块.................................................................................................................................2 1.4 输入按键.......................................................................................错误！未定义书签。 1.5、电源模块的选取................................................................................................................4 2 硬件电路设计.......................................................................................................................................4 2.1 硬件设计总体框图...............................................................................................................4 2.2 系统原理框图简介.............................................................................................................5 2.3 电源电路设计.......................................................................................................................5 2.4 单片机最小系统设计........................................................................................................7 2.4.1 单片机主控电路...................................................................................................8 2.4.2 单片机最小系统组成...........................................................................................8 2.5 DDS 输出设计.........................................................................................................................9 2.5.1 芯片简介.................................................................................................................10 2.5.2 TL431 简介.................................................................... 错误！未定义书签。 2.5.3 DDS 信号发生器的组成...................................................................................10 2.5.4 DDS 原理及应用..................................................................................................10 2.6 信号幅值放大.............................................................................错误！未定义书签。 2.6.1 放大原理分析..............................................................错误！未定义书签。 2.7.1 数码管显示分析.................................................................................................11 2.8 按键电路...............................................................................................................................12 3 软件设计.............................................................................................................................................13 3.1 软件设计总流程图.......................................................................................................................13 3.2 波形输出软件设计...........................................................................................................14
    广西师范大学 2011 届本科生毕业论文（设计） 3.2.1 DDS 器软件设计.......................................................... 错误！未定义书签。 3.2.2 方波产生软件设计............................................................................................14 3.2.3 三角波产生软件设计.......................................................................................17 3.2.4 正弦波产生软件设计.......................................................................................19 3.3 显示程序设计.....................................................................................................................20 3.4 波形频率设定.....................................................................................................................22 4、系统调试与仿真............................................................................................................................23 4.1 方波仿真图..........................................................................................................................23 4.2 正弦波仿真图.....................................................................................................................24 4.3 三角波仿真图......................................................................................................................25 5 结语.......................................................................................................................................................25 致谢.............................................................................................................................................................25
    广西师范大学 2011 届本科生毕业论文（设计） 1 绪 论 1.1 课题研究背景 便携式和智能化越来越成为仪器的基本要求，对传统仪器的数字化，智能化， 集成化也就明显得尤为重要。平时常用信号源产生正弦波，方波，三角波等常见 波形作为待测系统的输入，测试系统的性能。单在某些场合，我们需要特殊波形 对系统进行测试，这是传统的模拟信号发生器和数字信号发生器很难胜任的。新 型数字信号发生器，利用单片机的强大功能，设计合适的人机交互界面，使用户 能够通过手动的设定，设置所需波形[1]。 1.2 研究内容及意义 本文是做基于单片机的信号发生器的设计，将采用编程的方法来实现三角 波、方波、正弦波的发生。根据设计的要求，对各种波形的频率进行程序的编写， 通过放大器来调幅，并将所写程序装入单片机的程序存储器中。在程序运行中， 当接收到来自外界的命令，需要输出某种波形时再调用相应的中断服务子程序和 波形发生程序，经电路的数/模转换器和运算放大器处理后，从信号发生器的输 出端口输出。 1 方案论证 1.1 单片机选择与论证 一、单片机选择： 方案一：采用增强型 51 单片机，内部自带 DA 方案二：采用 MCS-51 系列 89C52 单片机 二、方案论证: 我们在网上找了许多增强型的的单片机，内部自带 AD 及 DA 的，但是发现 一般内部自带 8 位的 AD 及 DA，但是一般频率达不到要求，考虑到频率的问题， 我们放弃了方案一 方案二采用 89C52 单片机，89C52 具有 32 个 I/O 口可以满足对 I\O 口的需 求，同时该单片机价格便宜，并且我们对此单片机比较熟悉。 综合考虑，我们选择方案二。 1
    广西师范大学 2011 届本科生毕业论文（设计） 1.2 DDS 选择与论证 DDS 选择 方案一：采用我们熟悉的 8 位 DA，DAC0832. 方案二：采用 DDS，AD9833. 方案三：采用内部自带基准源的 12 位 DA MAX531 方案论证： 方案一中选择 DAC0832 虽符合题目的要求，但是输出精度不高，误差大， 输出的波形不圆滑，与理想的正弦波相差大，所以我们放弃方案一。 方案二 AD9833 为 DDS，输出的精度更高，同时也可通程序改进精度，其 频率最高可达 30M，所以该芯片适合。 方案三中 MAX531 内部自带 2.048V 基准源，输出精度高，但价格太贵，且 频率达不到我们的要求，我们放弃方案三。 综上所述，我们选择方案二[2]。 图 1 AD9833 引脚图 1.3 显示模块 方案一、采用 1602 液晶屏作为显示模块 方案二、采用数码管作为显示模块 2
    广西师范大学 2011 届本科生毕业论文（设计） 方案论证： 方案一中 1602 可以显示 2 行英文字符和数字，电路连接简单，占用单片机 I/0 口少。缺点是显示字符小，不易看清，价格太高，程序编写复杂。 图 2 LCD1602 实物图 方案二采用数码管至少要 4 位，则要占用 12 个 I/O 口，数码管显示时采用 动态扫描功耗较低。显示清楚，易于辨认。程序编写简单，价格低。缺点是显示 信息量较少，不能显示符号。 图 3 4 位数码管实物图 综合考虑，我们决定选取方案二。 3
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