【正文】 的前提下，相位累加器的字長可以設(shè)計得更長，如 AD9852 的相位累加器達到了 48 位。而不是之前型號的 32 位，這樣輸出信號的頻率分辨率大大提高了。同時為了抑止雜散，這些芯片大多采用了隨機抖動法提高無雜散動態(tài)范圍(這是由于 DDS 的周期性，輸出雜散頻譜往往表現(xiàn)為離散譜線，隨機抖動技術(shù)使離散譜線均勻化，從而提高輸出頻譜的無雜散動態(tài)范圍) 。運用 DDS 技術(shù)生產(chǎn)的 DDS 任意波型信號發(fā)生器是較新的一類信號源，并且已經(jīng)廣泛投入使用。它不僅能產(chǎn)生傳統(tǒng)函數(shù)信號發(fā)生器能產(chǎn)生的正弦波、方波、三角波、鋸齒波，還可以產(chǎn)生任意編輯的波形。由于 DDS 的自身特點，還可以很容易的產(chǎn)生一些數(shù)字調(diào)制信號，如 FSK、PSK 等。一些高端的信號發(fā)生器甚至可以產(chǎn)生通訊信號。同時輸出波形的頻率分辨率、頻率精度等指標也有很大的提高。如 HP 公司的 HP33120 可以產(chǎn)生 l0mHz～15MHz 的正弦波和方波。同時還可以產(chǎn)生 l0mHz～5MHz 的任意波形。還具備調(diào)制功能，可以產(chǎn)生AM、FM、FSK、猝發(fā)、掃頻等信號。HP 公司的 HP33250 可以產(chǎn)生1uHz～80MHz 的正弦波和方波，產(chǎn)生 1uHz 到 25MHz 的任意波形。BK PRECISION 公司的 4070A 型函數(shù)級任意波形發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波和方波輸出頻率 DC21．5MHz，頻率分辨率 10mHZ。同時還具有AM、FM、PM、SSB、BPSK、FSK 、猝發(fā)、DTMFGeneration 和DTMFDetection 的功能。并且具有了和 PC 機良好的接口，可以通過WINDOWS 界面的程序進行任意波形的編輯 [2]。除了在儀器中的應(yīng)用外，DDS 在通信系統(tǒng)和雷達系統(tǒng)中也有很重要的用途。通過 DDS 可以比較容易的產(chǎn)生一些通信中常用的調(diào)制信號如：頻移鍵控(FSK) 、二進制相移鍵控(BPSK) 和正交相移鍵控 (QPSK)等。DDS 可以產(chǎn)生兩路相位嚴格正交的信號，在正交調(diào)制和解調(diào)中的到廣泛應(yīng)用，是一種很好的本振源。為了進一步提高 DDS 的輸出頻率，產(chǎn)生了很多 DDS 與其他技術(shù)結(jié)合的頻率合成方法。如當輸出信號是高頻窄帶信號的時候可以用混頻濾波的方法擴展DDS 的輸出，也可以利用 DDS 的頻譜特性來產(chǎn)生高頻信號，如利用較高的鏡像頻率輸出。DDS 和 PLL 相結(jié)合的方法也是一種有效的方法。這種方法兼顧了兩者的優(yōu)點，既有較高的頻率分辨率，又有較高的頻譜純度。DDS 和 PLL 相結(jié)合一般有兩種實現(xiàn)方法：DDS 激勵 PLL 的鎖相倍頻方式和 PLL 內(nèi)插 DDS 方式。在雷達中通過 DDS 和 PLL 相結(jié)合可以產(chǎn)生毫米波線性調(diào)頻信號，DDS 移相精度高、頻率捷變快和發(fā)射波形可捷變等優(yōu)點在雷達系統(tǒng)中也可以得到很好的發(fā)揮[4]?？梢姡?DDS 技術(shù)的任意波形發(fā)生器的是能實現(xiàn)高穩(wěn)定度、高精度、高分辨率的要求，頻率切換速度快,體積小、價格便宜的特點,是一種很有發(fā)展前途的信號源。所以本設(shè)計采用此方案。近些年來，隨著可編程邏輯器件（FPGA、CPLD 等）的廣泛應(yīng)用，功能的不斷強大，以及快速算法的不斷出現(xiàn)。任意波形發(fā)生器也向自動化、數(shù)字化、高精度化方向發(fā)展。早期的 DDS 系統(tǒng)使用分離的數(shù)字器件搭接 ,隨著整個電路系統(tǒng)運行頻率的升高,采用分離器件構(gòu)建的 DDS 電路有其自身無法克服的缺點 ,主要表現(xiàn)在電磁兼容和系統(tǒng)工作頻率上。后來出現(xiàn)的專用 DDS 芯片極大的推動了 DDS 技術(shù)的發(fā)展，但專用 DDS 芯片價格昂貴，且無法實現(xiàn)任意波形輸出，近來,CPLD 及 FPGA 的發(fā)展為實現(xiàn) DDS 提供了更好的技術(shù)手段。FPGA(Field Programmable Gate Array) 是目前廣泛采用的一種可編程器件,它的應(yīng)用不僅使得數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計非常方便,并且還大大縮短了系統(tǒng)研制的周期,縮小了數(shù)字電路系統(tǒng)的體積和所用芯片的品種。而且它的時鐘頻率可達到幾百兆赫茲,加上它的靈活性和高可靠性,非常適合用于實現(xiàn)波形發(fā)生器的數(shù)字電路部分。任意波形發(fā)生器是信號源的一種，它是具有信號源所具有的特點，更因它高的性能優(yōu)勢而倍受人們青睞。信號源主要給被測電路提供所需要的己知信號(各種波形 )，然后用其它儀表測量感興趣的參數(shù)?？梢娦盘栐丛诟鞣N實驗應(yīng)用和試驗測試處理中，它不是測量儀器，而是根據(jù)使用者的要求，作為激勵源，仿真各種測試信號，提供給被測電路，以滿足測量或各種實際需要。目前我國己經(jīng)開始研制任意波形發(fā)生器，并取得了可喜的成果。但總的來說，我國任意波形發(fā)生器還沒有形成真正的產(chǎn)業(yè)。就目前國內(nèi)的成熟產(chǎn)品來看，多為一些 PC 儀器插口，獨立的儀器和 VX 工系統(tǒng)的模塊很少，并且我國目前在任意波形發(fā)生器的種類和性能都與國外同類產(chǎn)品存在較大的差距，因此加緊對這類產(chǎn)品的研制顯得迫在眉睫。 見于這種情況下，本文實現(xiàn)了多功能波形發(fā)生器的設(shè)計。系統(tǒng)采用AT89C51 單片機，DAC0832 完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，鍵盤控制波形的頻率、幅度。系統(tǒng)產(chǎn)生三角波、方波、正弦波等波形，波形的頻率可通過鍵盤控制，波形清晰、頻率調(diào)整十分方便、穩(wěn)定性好，產(chǎn)生較復雜的波形只需修改源程序，不需改裝電路。將單片機的輸出數(shù)字信號通過 DAC0832 轉(zhuǎn)換成模擬信號，接入示波器就可以清晰的顯示出系統(tǒng)產(chǎn)生的波形。本系統(tǒng)具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉、性能優(yōu)越等特點。第 2章 Proteus 的簡介與使用 Proteus的簡介Proteus 軟件是來自英國 Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件，Proteus 軟件有近 20 年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖、PCB 自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動的，針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，Proteus 能夠很容易的為用戶建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。 Proteus 產(chǎn)品系列也包含了革命性的 VSM 技術(shù)，用戶可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起仿真。不愧為一款非常優(yōu)秀的單片機仿真軟件。Proteus 組合了高級原理布圖、混合模式 SPICE 仿真,PCB 設(shè)計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于 15 年來的持續(xù)開發(fā),被《電子世界》在其對 PCB 設(shè)計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品—“The Route to PCB CAD”。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的 VSM 技術(shù),用戶可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實時采用諸如 LED/LCD、鍵盤、RS232 終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進行交互仿真。 其功能模塊:易用而又功能強大的 ISIS 原理布圖工具；PROSPICE 混合模型SPICE 仿真。 ARES PCB 設(shè)計. PROSPICE 仿真器的一個擴展 PROTEUS VSM:便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設(shè)計的協(xié)同仿真。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動態(tài)的鍵盤、開關(guān)、按鈕、LED 甚至 LCD 顯示 CPU 模型. ?支持許多通用的微控制器,如 PIC,***R,HC11 以及 8051；?交互的裝置模型包括:LED 和 LCD 顯示,RS232 終端,通用鍵盤；?強大的調(diào)試工具,包括寄存器和存儲器,斷點和單步模式；?IAR CSPY 和 Keil uVision2 等開發(fā)工具的源層調(diào)試；?應(yīng)用特殊模型的 DLL 界面提供有關(guān)元件庫的全部文件。 Proteus 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機 CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 Proteus界面進入 Proteus ISIS 雙擊桌面上的 ISIS 6 Professional 圖標或者單擊屏幕左下方的“開始”→“程序”→“Proteus 6 Professional ” →“ISIS 6 Professional”，出現(xiàn)如圖 21 所示屏幕，表明進入 Proteus ISIS 集成環(huán)境。圖 21 啟動時屏幕Proteus ISIS 的工作界面是一種標準的 Windows 界面，如圖 22 所示。包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。圖 22 Proteus 工作界面 基本操作 圖形編輯窗口在圖形編輯窗口內(nèi)完成電路原理圖的編輯和繪制。為了方便作圖坐標系統(tǒng)（COORDINATE SYSTEM）ISIS 中坐標系統(tǒng)的基本單位是 10nm，主要是為了和Proteus ARES 保持一致。但坐標系統(tǒng)的識別（readout）單位被限制在 1th。坐標原點默認在圖形編輯區(qū)的中間，圖形的坐標值能夠顯示在屏幕的右下角的狀態(tài)欄中。點狀柵格（The Dot Grid）與捕捉到柵格（Snapping to a Grid） 。編輯窗口內(nèi)有點狀的柵格，可以通過 View 菜單的 Grid 命令在打開和關(guān)閉間切換。點與點之間的間距由當前捕捉的設(shè)置決定。捕捉的尺度可以由 View 菜單的Snap 命令設(shè)置，或者直接使用快捷鍵 FFF2 和 CTRL+F1。如圖 23 所示。若鍵入 F3 或者通過 View 菜單的選中 Snap 100th。 圖 23 View菜單選項鼠標在圖形編輯窗口內(nèi)移動時，坐標值是以固定的步長 100th變化，這稱為捕捉， 如果要確切地看到捕捉位置，可以使用 View 菜單的 XCursor 命令，選中后將會在捕捉點顯示一個小的或大的交叉十字。實時捕捉（Real Time Snap）當鼠標指針指向管腳末端或者導線時，鼠標指針將會被捕捉到這些物體，這種功能被稱為實時捕捉，該功能可以使你方便的實現(xiàn)導線和管腳的連接?？梢酝ㄟ^ Tools 菜單的 Real Time Snap 命令或者是 CTRL+S 切換該功能。可以通過 View 菜單的 Redraw 命令來刷新顯示內(nèi)容，同時預(yù)覽窗口中的內(nèi)容也將被刷新。當執(zhí)行其它命令導致顯示錯亂時可以使用該特性恢復顯示。視圖的縮放與移動可以通過如下幾種方式：? 用鼠標左鍵點擊預(yù)覽窗口中想要顯示的位置，這將使編輯窗口顯示以鼠標點擊處為中心的內(nèi)容。? 在編輯窗口內(nèi)移動鼠標，按下 SHIFT 鍵，用鼠標“撞擊”邊框，這會使顯示平移。我們把這稱為 ShiftPan。? 用鼠標指向編輯窗口并按? 縮放鍵或者操作鼠標的滾動鍵，會以鼠標指針位置為中心重新顯示。 預(yù)覽窗口該窗口通常顯示整個電路圖的縮略圖。在預(yù)覽窗口上點擊鼠標左鍵，將會有一個矩形藍綠框標示出在編輯窗口的中顯示的區(qū)域。 其他情況下，預(yù)覽窗口顯示將要放置的對象的預(yù)覽。這種 Place Preview 特性在下列情況下被激活：? 當一個對象在選擇器中被選中；? 當使用旋轉(zhuǎn)或鏡像按鈕時；? 當為一個可以設(shè)定朝向的對象選擇類型圖標時（例如：Component icon, Device Pin icon