【正文】 ABSTRACT II ABSTRACT The system uses a C8051F020 MCU and DDS chip AD9850 as the core, supplemented by the necessary analog and digital circuit, constitute a signal generator based on the DDS core. The system uses 44 keyboard to operation, uses the LCD Hlz12864 to display, it’s simple and easy to operate. First of all, we input frequency through the keyboard, and then the singlechip C8051F020 corresponding frequency calculations of the data, and then MCU puts the data into the DDS chip AD9850 buffer zone, and finally the DDS putout corresponding frequency, after filtering and to be enlarged, we get the frequency. And then use LCD to display. The system is small in size, stability, high accuracy, easy to carry, for cuttingedge contemporary and sophisticated munications systems, as well as highprecision instruments, such as high frequency wireless transmission system. Key words： Single chip； DDS； Signal generator； C8051F020； AD9850 目 錄 摘 要 .................................................................... I ABSTRACT ................................................................ II 第 1章 引言 .............................................................. 1 單片機(jī)概述 ........................................................ 1 單片機(jī)的性能特點(diǎn) .................................................. 2 信號(hào)發(fā)生器的發(fā)展與應(yīng)用 ............................................ 3 信號(hào)發(fā)生器的分類 .................................................. 4 本文研究的內(nèi)容 .................................................... 5 第 2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) .................................................. 6 系統(tǒng)分析 .......................................................... 6 問 題定義 .................................................... 6 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)境 .............................................. 7 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ...................................................... 7 單片機(jī)選擇 .................................................. 7 信號(hào)發(fā)生器的方案選擇 ....................................... 10 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖 ............................................... 12 第 3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ................................................... 14 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì) ................................................. 14 系統(tǒng)部件設(shè)計(jì) ..................................................... 15 電源設(shè)計(jì) ................................................... 15 時(shí)鐘與復(fù)位電路設(shè)計(jì) ......................................... 17 LCD 接口電路設(shè)計(jì) ............................................ 18 濾波電路和功率放大電路設(shè)計(jì) ................................. 18 串口電路設(shè)計(jì) ................................................... 20 單片機(jī)與 DDS 芯片接口電路設(shè)計(jì) ............................... 21 44 鍵盤電路 ............................................... 23 印制電路板的設(shè)計(jì) ................................................. 23 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..................................................... 25 軟件總體設(shè)計(jì) ..................................................... 25 功能軟件設(shè)計(jì) ..................................................... 26 主程序模塊 ................................................. 26 中斷鍵盤處理程序 ........................................... 28 三角波 發(fā)生程序 ............................................. 29 鋸齒波發(fā)生程序 ............................................. 30 正弦波和方波發(fā)生程序 ....................................... 31 第 5章 結(jié)束語 ........................................................... 33 致 謝 ................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ................................................................ 35 附 錄 ................................................................... 36 附錄 1 正弦波發(fā)生程序 ................................................ 36 附錄 2 方波發(fā)生程序 .................................................. 37 附錄 3 鋸齒波發(fā)生程序 ................................................ 38 附錄 4 三角波發(fā)生程序： .............................................. 39 附錄 5 鍵盤掃描程序 .................................................. 40 附錄 6 LCD 顯示程序 ................................................... 42 附錄 7 信號(hào)發(fā)生器總體設(shè)計(jì)電路圖 ...................................... 50 1 第 1 章 引言 單片機(jī)概述 近十幾年來，單片機(jī)在生產(chǎn)過程控制、自動(dòng)檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集與處理、科技計(jì)算、商業(yè)管理和辦公室自動(dòng)化等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。 諾依曼原理下的計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)框架和工作原則，而是著眼于應(yīng)用到更廣闊的范圍：工業(yè)控制、數(shù)字顯示、智能儀表、電子設(shè)備、汽車電控、農(nóng)機(jī)、家電乃至兒童玩具的控制。 MCS51 系列中的 一片 8051 芯片，內(nèi)部構(gòu)造了完整的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。工業(yè)產(chǎn)品可靠性比民用產(chǎn)品強(qiáng)，而價(jià)格較軍用品低。機(jī)電一體化產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)電器控制的實(shí)時(shí)性、高可靠性、第 1 章 引言 2 可編程和一定的人工智能。 第二階段： 1974～ 1978 年，初級(jí)單片機(jī)階段，以 Intel 公司的 MCS48 為代表， 8位單片機(jī)。廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、外部設(shè)備控制、宏觀控制、局部網(wǎng)絡(luò)及家用計(jì)算機(jī)中。單片機(jī)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段 。 （ 3）易擴(kuò)展 ： 片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。 （ 5）一般單片機(jī)內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，只放置有用戶調(diào)試好的應(yīng)用程序。隨著通信和雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，四十年代出現(xiàn)了主要用于測(cè)試各種接收機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，使信號(hào)發(fā) 生器從定性分析的測(cè)試儀器成為定量分析的測(cè)量儀器，同時(shí)，還出現(xiàn)了可用來測(cè)試脈沖電路或用作脈沖調(diào)制器的脈沖信號(hào)發(fā)生器。與此同時(shí)，各類信號(hào)發(fā)生器在簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，體積小型化、功能多樣 化等各方面也取得了顯著的進(jìn)展。另外，當(dāng)要求進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性測(cè)量時(shí)，需使用振幅、頻率已知的正弦信號(hào)源。 信號(hào)發(fā)生器的分類 目前，市場(chǎng)上的信號(hào)發(fā)生器多種多樣，一般按頻帶分為以下幾種 ??5 ： 超高頻：頻率范圍 1MHz以上，可達(dá)幾十兆赫茲。 超高頻信號(hào)發(fā)生器： 產(chǎn)生波形一般用 LC 振蕩電路。 在實(shí)際應(yīng)用中，超低頻波和高頻波一般是不用的，一般用中頻，即幾十赫茲到幾千赫茲。整個(gè)系統(tǒng)以 C8051F020單片機(jī)控制， DDS芯片 AD9850為核心，配置相應(yīng)的外設(shè)及接口電路，用 C語言開發(fā)，組成一 個(gè)多功能信號(hào)發(fā)生器。 (2) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ： 完成系統(tǒng)的硬件總體 電路圖的 設(shè)計(jì)，對(duì)具體實(shí)現(xiàn)電路進(jìn)行詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并就實(shí)際設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題提出了處理的方法。此系統(tǒng)具有的功能如下： 硬件部分 ： （ 1）單片機(jī)所需的平穩(wěn) 的 和 5V 以及 177。 （ 4） 單片機(jī)與 DDS 芯片 AD9850 的接口電路。 軟件部分 ： （ 8）中斷鍵盤程序。 （ 12） LCD 顯示程序。 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器、1000 次擦寫周期、全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器、 32 個(gè)可編程 I/O 口線、三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源 、全雙工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時(shí)器 ??6 。其中的 C8051F020 單片機(jī)含有 64kB 片內(nèi) Flash 程序存儲(chǔ)器，4352B 的 RAM、 8 個(gè) I/O 端口共 64 根 I/O 口線、一個(gè) 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè) 8 位 A/D轉(zhuǎn)換器以及 2 個(gè) 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換器、 2 個(gè)比較器、 5 個(gè) 16 位通用定時(shí)器、 5 個(gè)捕捉 /比較模塊的可編程計(jì)數(shù) /定時(shí)器陣 列、看門狗定時(shí)器、 VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器等部分 。除此之外，該芯片中還集成了 12 位的 ADC 和 DAC，方波發(fā)生器，這樣算下來的話， 也貴不了多少。 Intel公司的 51系列一般都工作在 5V， Atmen公司的 AT98C51也是 5V正常運(yùn)行，最低不能低于 4V，所以都不滿足要求。平均每個(gè)時(shí)鐘可以執(zhí)行完1條單周期指令。引入 JTAG接口將使 8位單片機(jī)傳統(tǒng)的仿真調(diào)試實(shí)現(xiàn)徹底的變革。在一個(gè)芯片內(nèi)集成了兩個(gè)多通道 ADC子系統(tǒng)、兩個(gè)電壓輸出 DAC、兩個(gè)電壓比較器、電壓基準(zhǔn)、 Sambas/I 2C總線接口、 UART、 SPI總線接口、 5個(gè)通用的 16位定時(shí)器、一個(gè)具有 5個(gè)捕捉 /比較模塊的可編程的計(jì)數(shù)器 /定時(shí) 9 器陣列、內(nèi)部振蕩器、 8個(gè) 8位通用數(shù)字 I/O端口和 64 Kb的 FLASH程序存儲(chǔ)