【正文】 33_GPIO_Init(){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure。 Fre_View_Data[4]=Fre_Set_Data[4]+0x30。//向9833模塊傳輸設定好的頻率 Fre_View_Data[0]=Fre_Set_Data[0]+0x30。 Fre_Data=Fre_Data+Fre_Set_Data[4]。 Fre_Data=Fre_Data+Fre_Set_Data[2]。 Fre_Data=Fre_Set_Data[0]。 } if(Key_Value==2)//幅值減少 { if(Fre_Amp0) Fre_Amp。 if(Key_Value==0x11)//第一個按鍵長按 { Fre_Con++。 case 2:Lcd_1602_word(0xc8,8,SQU_WAVE)。//顯示檔位 switch(Fre_Con)//顯示波形類型 { case 0:Lcd_1602_word(0xc8,8,TRI_WAVE)。 while(1) { if(View_Change)//顯示區(qū)域 { View_Change=0。 AD9833_AmpSet(Fre_Amp*51)。//初始化液晶 AD9833_GPIO_Init()。int main(void){ delay_init()。//波形選擇 0三角波 1正弦 2方波unsigned char View_Change=1。希望在以后的學習工作中，自己能夠逐步完善該設備。通過一段時間的實物設計與論文寫作，自己的動手動腦能力得到了很大提升，尤其是在結合傳感器的微型控制設備在實際生活中的應用實踐方面收獲頗多。圖53 調試顯示3同時通過按鍵還可以改變輸出波形的類型，如下圖54調試顯示4所示，可以看出，此時可以看出輸出的波形發(fā)生了變化，此時輸出的波形是正弦波，顯示為SIN_WAVE字樣，繼續(xù)通過按鍵設置，如下圖55調試顯示5所示，此時顯示輸出的波形是方波，顯示SQU_WAVE字樣。第五章 系統(tǒng)調試系統(tǒng)調試包含了系統(tǒng)硬件調試以及系統(tǒng)的軟件調試，還有就是兩者結合調試，即軟硬件聯(lián)合調試，系統(tǒng)的硬件調試主要是用來進行排除一些電路設計上的故障，常用的調試工具如萬用表進行調試，系統(tǒng)的軟件調試是利用軟件的開發(fā)工具進行在線的仿真運行與調試，找到程序中的錯誤。圖43 方波輸出模塊軟件設計流程圖該基于STM32F103Cx的信號發(fā)生器系統(tǒng)的正弦波輸出模塊軟件設計如下圖44正弦波輸出模塊軟件設計程序流程圖所示，首先開啟程序，再軟硬件內部進行初始化操作，如果初始化不成功則從新初始化，如果初始化成功則開啟正弦波模塊程序，再通過按鍵設置，判斷是輸出數(shù)據(jù)是否設置成功，如果數(shù)據(jù)沒有設置成功則繼續(xù)循環(huán)掃描設置，如果檢測到數(shù)據(jù)設置成功，首先把設置的輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚砥魈幚碇行倪M行分析處理，再經(jīng)過信號發(fā)生器輸出到示波器。同時，還可以給其他同類系統(tǒng)的設計提供一定的技術支持。圖34 按鍵電路模塊該基于STM32F103Cx的信號發(fā)生器系統(tǒng)的電源模塊采用5V的電源電壓供電，采用USB接口進行連接電源，采用USB接口在現(xiàn)實中非常方便，比如可以連接電腦、充電寶等便捷的電源設備，如下圖35電源電路模塊所示，這兩個并聯(lián)電容的作用是具有濾波的功能。工作環(huán)境溫度在40攝氏度到105攝氏度之間，有兩個輸出信號通道，一個是原始信號輸出VOUT，另一個是可以放大5倍信號輸出的PGA，500hm輸出抗組。如圖32處理器模塊所示。 圖31 系統(tǒng)總體設計框圖在該基于STM32F103Cx的信號發(fā)生器系統(tǒng)設計中采用的芯片為STM32F103Cx，該款芯片是在ARM內核的基礎之上設計開發(fā)的，采用了CortexM3內核，具有低成本和高性能等的優(yōu)點，可以在電路中嵌入內置，具有低功耗的優(yōu)勢，應用在很多應用開發(fā)中。通過對該系統(tǒng)認真的分析，根據(jù)該系統(tǒng)的需求分析，設計的合理性，再根據(jù)以上方案的對比，選出使該系統(tǒng)功能集全和性能優(yōu)越的方案，如下所示：（1）單片機模塊采用STM32F103Cx單片機作為該基于STM32F103Cx信號發(fā)生器系統(tǒng)的核心模塊，控制整個系統(tǒng)的軟硬件操作；（2）顯示模塊采用液晶顯示器實時顯示當前輸出的波形的類型、幅值和頻率等數(shù)據(jù)；（3）按鍵模塊采用獨立按鍵的方式設置輸出波形的類型、幅值和頻率等數(shù)據(jù)。其特點是對于每一個按鍵都需求在處理器中的一個I/O口，但是比較好的時各端口之間的工作狀態(tài)互不影響。其特別適用于鍵盤數(shù)量較多情況下的電路設計，憑借矩陣式的行列掃描方式，設備響應快，而且單片機I/O口占用少。并且通過BCD編碼的方式控制點亮每一段LED，程序編譯簡單。液晶顯示屏具有體積小、功耗低、顯示效果好、抗干擾性強等特點，不僅可以顯示數(shù)字、字母、特殊符號等字符，還能顯示漢字、圖形等畫面。可編程邏輯器件以其速度高、規(guī)模大、可編程，以及有強大EDA軟件支持等特性，十分適合實現(xiàn)DDS技術。 方案二，采用AT89C51系列的單片機芯片作為核心控制模塊，具有5個中斷源，兩個優(yōu)先級，還具有兩個16位的定時/計數(shù)器，只具有12T模式，內部只有128RAM的大小，工作電壓只能為5V作為芯片供電電壓，而且內部只有4K的存儲空間，很難滿足該設計的需求，智能通過編輯器來編程，該芯片缺陷太多，在市場的占有很少，主要是因為該芯片功能偏低，對于現(xiàn)代的科技需求還有一定的差距。單片機的選型原則是：單片機的芯片的功能要大于系統(tǒng)所需的功能需求；單片機選擇大廠的，而不要那些小廠的；選擇供應量比較大的，不選擇小供應量特別小的；一定要選擇比較出名的品牌，不要那些毫不知情的廠家；當然越便宜越好，可以減少成本。而這個低通濾波器可以用DSP 編程完成，示意框圖如下： 信號走向圖DDS 輸出信號的頻率與基準時鐘頻率的關系由下式給定：fout=kfc/2N2N為波形儲存器的字數(shù)N為相位累加器的位數(shù)K為頻率控制字Fc為時鐘頻率單片機處理器的選擇是非常重要，如果選擇的芯片型號得當，可以使整個系統(tǒng)的軟硬件成本降低，而且性能優(yōu)越，可以具有超乎想象的效果，從而使整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定運行。相位累加器在頻率時鐘fc脈沖的作用下，相位累加器的寄存器輸出與加法器控制字K相加，其結果從端口輸出。且由于他的高集成使得整個體積大大減小，在各項應用上更廣闊。第二章 系統(tǒng)方案設計隨著DDS技術的不斷發(fā)展，DDS的集成芯片早已投入生產(chǎn)和商業(yè)中。但是越來越多的用戶要求任意信號發(fā)生器能多通道同步輸出。復雜的信號由有限個比較簡單的信號復合成，v=f（t）。對于任意信號發(fā)生器，一個重要的問題是如何把信號以數(shù)據(jù)的形式輸入到RAM中去，過去的方法是逐點輸入，即事先把數(shù)據(jù)計算好，然后逐點地輸入到RAM中，這種方式費力且速度慢。在這些領域中，合成的信號可能是很復雜的，但通常處于較低的頻率。雖然我國己經(jīng)開始研制信號發(fā)生器，并取得了可喜的成果，但總的來說，我國信號發(fā)生器還沒有形成真正的產(chǎn)業(yè)。也有很多類似的儀器,如南京盛聚氨酯儀器有限公司,有限公司SPF120DDS信號發(fā)生器,Varco儀器制造HG1600H數(shù)字合成函數(shù)/任意波形信號發(fā)生器。關鍵技術在于信號發(fā)生器多種高性能儀器支持技術,因為它可以提供高品質的精密信號源和掃描源代碼,您可以極大地簡化了檢測相應的系統(tǒng)程序,降低測試成本,大大提高檢測精度。就目前市場來說國外公司任然是DDS芯片主要提供廠商，如AD、高通（Qualm）、Stanford。早在1971年，美國學者提出了全數(shù)字技術，從相位概念出發(fā)直接合成所需波形，人們把之稱為直接數(shù)字頻率合成器（DDS）。在本文中根據(jù)現(xiàn)實的需求設計出一款基于STM32F103Cx的信號發(fā)生器系統(tǒng)，整體設計由處理器模塊、電源電路模塊、AD9833電路模塊、按鍵電路模塊、數(shù)字顯示模塊幾部分組成。隨著現(xiàn)代電子技術的不斷發(fā)展,在通信系統(tǒng)中往往需要在一定頻率范圍內提供一系列穩(wěn)定和準確的頻率信號,一般的振蕩器已經(jīng)不能滿足要求,這就需要頻率合成技術。而采用直接數(shù)字合成芯片DDS及外加D/A轉換芯片構成的信號源，可產(chǎn)生正弦波、調頻/幅波及方波等，并且其信號的頻率和幅度都可以按照需求控制非常方便。近年隨著GSM、GPRS、3G、Bluetooth乃至已經(jīng)被提出的標準的4G等移動通信以及LMDS、無線本地環(huán)路等無線接入的發(fā)展，同時加上合成孔徑雷達、多普勒沖雷達等現(xiàn)代軍事、國防、航天航空等在科技上的不斷創(chuàng)新與進步，世界各國非常重視頻率合成技術的發(fā)展。并且有了各種不同種類為了滿足特殊測試的便攜式示波器和信號發(fā)生器的出現(xiàn)。該設計系統(tǒng)采用altium designer等軟件完成PCB版的設計，然后進行焊接和測試等，采用keil軟件進行編寫軟件程序，完成波形的輸出等，最后經(jīng)過軟硬件設計出可輸出三種波形：三角波、方波和正弦波。畢業(yè)設計（論文）基于STM32的信號發(fā)生器摘 要隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，單片機處理器的應用已經(jīng)廣泛的應用在日常生活中每個角落。處理器模塊采用STM32F103Cx芯片作為該系統(tǒng)的核心處理模塊，采用LCD1602液晶顯示器作為該系統(tǒng)的顯示模塊，按鍵方案采用獨立按鍵的方式更加容易控制設置輸出數(shù)據(jù)，電源接口采用USB方式，使用更加方便。s display module, the key program using a separate key way easier to control the output data output, power interface using USB way, the use of more convenient. The design system uses altium designer and other software to plete the PCB version of the design, and then welding and testing, the use of keil software to write software programs to plete the output of the waveform, and finally through the hardware and software design can output three waveforms: triangular wave Wave and sine wave. The design of the system is simple and excellent performance, etc., and finally after the hardware and software debugging, the functions and performance to meet the design requirements.Key words: STM32F103Cx singlechip,AD9833 circuit module, liquid crystal display 1602, DDS Signal generator目 錄摘要 IABSTRACT II第一章 緒論 1 課題背景與研究意義 1 3 5第二章 系統(tǒng)方案設計 6 6 7 9 9 10第三章 硬件設計方案 11 11 12 12 13 14 15 16第四章 軟件設計方案 17 17 17 18 19 20 21 22第五章 系統(tǒng)調試 23第六章 結論 29參考文獻 30附錄A：原理圖 31附錄B：系統(tǒng)主程序 33致謝 49第1章 緒論 課題背景與研究意義 隨著二十世紀四十年代電子儀器時代的興起到現(xiàn)在，示波器和函數(shù)信號發(fā)生器的技術越來越成熟，精度和集成度越來越高，體積也越來越小。所以信號發(fā)生器的應用是非常廣泛的，同示波器、頻率計一樣是最基本的、最普通的電子儀器，幾乎大部分的電參量都要用到它。但是傳統(tǒng)的信號發(fā)生器電路復雜，使用不方便。相信隨著科技的發(fā)展DDS技術將會朝著更小體積，更低功耗，更強大的穩(wěn)定性方面發(fā)展。本課題研究的主要目的是：根據(jù)市場的調查通過學習和研究，學習單片機系統(tǒng)的基本原理。該系統(tǒng)的設計具有簡單和性能優(yōu)良等優(yōu)點，最后經(jīng)過軟硬件的調試等。由于其在頻率合成以及信號調制等方面出色的性能，應用范圍已擴展到通信、宇航、遙控遙測、儀器儀表等各項電子領域。信號發(fā)生器不僅構成一個獨立的來源,并且可以部分高性能網(wǎng)絡分析儀,頻譜分析儀,和其他自動化測試設備聯(lián)合。美國泰克生產(chǎn)的DTG5000 Gb/s(數(shù)據(jù))。當然還有很多其它的信號發(fā)生器，他們各有各的優(yōu)點，但是信號發(fā)生器總的趨勢將向著高頻率精度、寬頻率覆蓋、多用途、多功能、自動化和智能化方向發(fā)展。過去，合成頻率的限制使任意信號發(fā)生器的應用局限于地質、生物和機械等領域。（2）信號輸入方式更加方便。三是利用函數(shù)表達式輸入。當前，單通道的任意信號發(fā)生器在眾多場合得到很好的應用。下面主要介紹各章節(jié)的主要內容：第一章主要是介紹該設計的研究背景及意義，說明設計該系統(tǒng)具有重大的意義，提出了在該文中需要設計的目的；第二章主要是介紹該系統(tǒng)設計的方案研究，包括處理器方案、數(shù)字顯示模塊方案和按鍵方案等，分析比較了幾種方案的對比，挑選出適合該系統(tǒng)的最好的方案；第三章主要介紹硬件設計方案，給出每個模塊的詳細設計方案，例如電源電路模塊、STM32F103Cx處理器模塊、按鍵電路模塊、數(shù)字液晶器顯示模塊和AD9833電路模塊等；第四章主要是介紹軟件