【正文】 蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） i 基于 AD9834 的波形發(fā)生器的設(shè)計 目 錄 前言 ........................................................... 3 第 1 章 緒論 .................................................... 4 第 節(jié) 研究的背景和意義 ...................................... 4 第 節(jié) 波形發(fā)生器的發(fā)展狀況 ................................... 4 第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計 ............................................ 6 第 節(jié) 單片機主控模塊 ........................................ 6 第 節(jié) 液晶模塊 ............................................. 10 第 節(jié) DDS 模塊 .............................................. 12 第 3 章 硬件電路的設(shè)計 ......................................... 15 第 節(jié) 單片機主控電路及液晶顯示電路 .......................... 15 第 節(jié) AD9834 電路設(shè)計 ....................................... 15 第 節(jié) 按鍵電路 ............................................. 16 第 節(jié) 增益可控電路 ......................................... 16 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ........................................... 18 第 節(jié) Keil 軟件的介紹 ....................................... 18 第 節(jié) 系統(tǒng)軟件的 整體設(shè)計 ................................... 18 第 節(jié) 程序設(shè)計原理 ......................................... 19 第 節(jié) 信號產(chǎn)生的程序 ....................................... 20 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................... 21 第 節(jié) 硬件調(diào)試 ............................................. 21 第 節(jié) 軟件調(diào)試 ............................................. 21 第 節(jié) 調(diào)試結(jié)果 ............................................. 21 結(jié)論 .......................................................... 25 參考文獻 ...................................................... 26 致謝 .......................................................... 27 附錄 .......................................................... 28 附錄 1：實物照片說明 ........................................... 28 附錄 2：系統(tǒng)原理圖 ............................................. 28 附錄 3：部分源程序 ............................................. 29 蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 1 頁 基于 AD9834 的波形發(fā)生器的設(shè)計 【 摘要 】 ： 本設(shè)計 核心問題是設(shè)計信號發(fā)生器，使之輸出不同頻率的正弦波、三角波和方波，并通過按鍵切換輸出的波形，也可 以 改變頻率 和 輸出的幅度。本方案選擇了AD9834 作為核心芯片，并與單片機 STC89C52 結(jié)合，設(shè)計一款簡易的高精度頻率信號發(fā)生器，具有體積小功耗低等優(yōu)點。 AD9834 是 ADI 公司生產(chǎn)的一款采用 DDS 技術(shù)、低功耗、可編程波形發(fā)生器。本文介紹了用 AD9834 設(shè)計信號發(fā)生器的基本框架，詳細闡述了該芯片的基本性能和使用方法，分析了它與單片機結(jié)合產(chǎn)生波形的具體措施。并 且對 DDS這一技術(shù)做了比較詳細的分析，也展望它的發(fā)展前景。 此外，本文還介紹了單片機 STC89C52，它 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器， 一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦 除只讀存儲器 ， 并且也詳細地闡述了單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、各個引腳的說明以及此芯片的特點。 【關(guān)鍵詞】： STC89C52； AD9834； DDS 蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 2 頁 Abstract This design is a core problem design signal generator, the output of different frequency sine wave, triangular wave and square wave, and through the key switch output waveform, also can change the frequency and amplitude of the output. This scheme selection AD9834 as the core chip, and single chip microputer and STC89C52 bination, design one simple high precision frequency signal generator, has small power consumption advantages. AD9834 ADI pany is the production of one using DDS technology, low power consumption, programmable waveform generator. This paper introduces the design of signal generator with AD9834 the basic framework, elaborated on the chip of the basic performance and usage, it analyses the single chip microputer and bined with the concrete measures of produce waveform. And the DDS this technology made paratively detailed analysis, and prospects the development prospect. In addition, this paper also introduces the STC89C52 MCU, it is a kind of low power consumption, high performance CMOS8 a micro controller, a zone 8 k bytes scintillation programmable read only memory can be erased. And also in detail the internal structure of the single chip microputer, each pin and the description of the characteristics of the chip. Key words: STC89C52； AD9834； DDS 蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 3 頁 前 言 單片機是一種集成在電路芯片， 它 是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù) ， 把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU、 只讀存儲器 ROM、隨機存儲器 RAM、多種 I/O 接 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能（可能還包括驅(qū)動 顯示 電路 、模擬多路轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制電路 、 A/D轉(zhuǎn)換 等電路）集成到一塊硅片上 ，從而 構(gòu)成 一個小而完善的計算機系統(tǒng)。 波形發(fā)生器是一種數(shù)據(jù)信號發(fā)生器 ，在調(diào)試硬件時常常需要加入一些信號，以觀察電路工作是否正常。 而 一般的信號發(fā)生器，不但笨重，而且只發(fā) 生 一些簡單的波形，不能滿足需要。例如用戶要調(diào)試串口通信程序時， 必須先 在計算機上寫好一段程序， 之后 再用 數(shù)據(jù) 線連接計算機和實驗板，如果 不能 正常 使用 ，不知道是 數(shù)據(jù) 線還是程序 出現(xiàn) 問題。用E2021/L 的波形發(fā)生器功能， 可以定義串口數(shù)據(jù)。通過邏輯探勾輸出，調(diào)試起來簡單快捷。 直接數(shù)字頻率合成（ DDS）技術(shù) 是 繼 1971 年問世以來 [1]，由 于它低成本、低功耗、高分辨率、頻率切換時間短、相位連續(xù)、 結(jié)構(gòu)簡單、體積小等諸多優(yōu)點，在電信和電子儀器領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應用。 AD9834 是 ADI 公司生產(chǎn)的一款采用 DDS 技術(shù)、低功耗、可編程波形發(fā)生器，器件采用 MSOP 封裝，非常小巧，外圍電路簡單，通過 SPI 接口和單片機相連，編程可生成方波、三角波、 正弦波 ，輸出頻率和相位都可通過軟件編程，易于調(diào)節(jié)。 本設(shè)計主要是基于 AD9834 的 一款簡易信號發(fā)生器 [2]，由 STC89C52 單片機通過 3 個SPI 接口控制 DDS 芯片 AD9834 產(chǎn)生各種頻率的正弦波、三角波、方波，經(jīng)放大整形電路后輸出，并通過獨立的按鍵切換輸出的波形，也可改變頻率和輸出幅度。 該系統(tǒng)以簡易為出發(fā)點，用熟悉的單片機 STC89C52 作為主控芯片 ,選用低功耗芯片AD9834 為信號產(chǎn)生芯片。且使用 DDS 器件，具有體積很小，電路簡單的優(yōu)點，整個系統(tǒng)可以做得很小 ，甚至可以作為手持設(shè)備使用，這就正好滿足了當前技術(shù)的需要。這也是 這次設(shè)計的兩個創(chuàng)新點。 蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 4 頁 第 1章 緒論 第 研究的背景和意義 波形 發(fā)生器亦稱函數(shù)發(fā)生器，作為實驗 時使用的信號源，是當代各種電子電路實驗設(shè)計應用中必不或缺的儀器設(shè)備之一。目前，市場上常見的波形發(fā)生器大多數(shù)是 純硬件的搭接而成，且波形 的 種類有限 的，多為 方波、正弦 波、鋸齒波 、三角波等波形。 信號發(fā)生器作為一種常見的應用電子儀器設(shè)備，傳統(tǒng)的 信號發(fā)生器 可以完全由硬件電路搭接而成，如采用 555 振蕩電路發(fā)生方波、正弦波和三角波 的電路便是可 取的路經(jīng)之一，不用依靠單片機。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，難以控制 ，可調(diào) 節(jié)的 范圍小，電路 過于復雜和體積大等缺點。在科學研究和生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制， 地震模擬機械振動 ，生物醫(yī)學 等領(lǐng)域常常 需要用低頻信號源。但是 由硬件電路構(gòu)成的低頻信號其性能難以令人滿意，而且由于低頻信號源所需的 RC 很大， 電阻 大， 電容 大在制作上有困難，參數(shù)的精度也 難以保證；體積大 、漏電和 損 耗大 更是致命的弱點。一旦工作需求功能有增加，則電路復雜程度會大大增加。 現(xiàn)代電子領(lǐng)域中，單片機的應用正在不斷地走向深入，這必將導致傳統(tǒng)控制于檢測技術(shù)的日益更新。單片機構(gòu)成的儀器具有高可靠性、高性價比，在智能儀表系統(tǒng)和辦公自動化等諸多領(lǐng)域得以極為廣泛的應用，并走入家庭，從洗衣機、微波爐到音響和汽車，處處可見其 應用。因此，單片機技術(shù)開發(fā)和應用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一。 一塊單片機芯片就是一臺計算機，由于單片機這種特殊的結(jié)構(gòu)形式，在某些應用領(lǐng)域中，它承擔了大中型計算機和通用微型計算機無法完成的一些工作，使其具有很多顯著的優(yōu)點和特點，因此在各個領(lǐng)域中都得到了迅猛的發(fā)展。 第 波形發(fā)生器的發(fā)展狀況 波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標準信號和用戶定義信號 的 ，并 可以 保證高穩(wěn)定性、高精度、易操作性 和 可重復性 的電子儀器。波形發(fā)生器具有 頻率穩(wěn)定性 和連續(xù)的相位變換 等優(yōu)點， 它 不僅可以模擬各種復雜 的 信號，還可對波形 、頻率、 相 移、 幅值進行動態(tài)、及時的控制，它還可以與其它儀器通訊 組成自動測試系統(tǒng)，因此 它被廣泛用在 震動激勵、自動控制系統(tǒng)、通訊和儀器儀表 等 領(lǐng)域。 在 70 年代以前，信號發(fā)生器主要有兩類：脈沖波和正弦波，而波形發(fā)生器介于兩類之間，能夠提供正弦波、方波、三角波 等幾種常用標準波形， 如果 產(chǎn)生其它波形時， 則 需要采用較復雜的電路和機電結(jié)合的方法。這個時期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術(shù)，而蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 5 頁 且模擬器件構(gòu)成的電路存在著價格貴、功耗大 、尺寸大等缺點，并且要產(chǎn)生較為復雜的信號波形，則電路結(jié)構(gòu)十分復雜。同時，主要體現(xiàn)在 兩個 較為 突出 的 問題 上， 一是