【正文】 過(guò)對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描讀入信號(hào)控制信息，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出到 DDS 芯片模塊。 fo 處的非諧波分量，幅值包絡(luò)為辛格函數(shù)。 波形存儲(chǔ)器 波形存儲(chǔ)器用相位累加器輸出的數(shù)據(jù)作為波形存儲(chǔ)器的取樣地址，進(jìn)行波形的相位一幅值轉(zhuǎn)換，即可在給定的時(shí)間上確定輸出的波形的抽樣幅值。每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖 fc，加法器將頻率控制字 K 與寄存器輸出的累加相 位數(shù)據(jù)相加，再把相加后的結(jié)果送至寄存器的數(shù)據(jù)輸入端。模擬輸出板的基本架構(gòu)是，將一個(gè)小型的 FIFO 存儲(chǔ)器連接到一個(gè) DAC 上。 進(jìn)一步說(shuō)，一個(gè)恒定的 Δ相位必將導(dǎo)致一個(gè)恒定正弦波頻率的輸出。相位累加器跟蹤輸出函數(shù)的電流相位。與傳統(tǒng)的唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 3 頻率合成器相比， DDS 具有低成本、低功耗、高分辨率和快速轉(zhuǎn)換時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，廣泛使用在電信與電子儀器領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備全數(shù)字化的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù) [1]。 在各行各業(yè)的測(cè)試應(yīng)用中，信號(hào)源扮演著極為重要的作用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展 ,對(duì)信號(hào)源頻率的穩(wěn)定度、準(zhǔn)確度以及頻譜純度的要求越來(lái)越高。同時(shí)，對(duì)頻率合成器能耗、體積大小、重量等也有更高的規(guī)格要求。 direct digital frequency synthesis。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 基于 DDS 技術(shù)的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系 別： 信息工程系 2020 年 6 月 10 日 基于 DDS 技術(shù)的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要 DDS 是直接數(shù)字式頻率合成器（ Direct Digital Synthesizer）的英文縮寫。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 直接數(shù)字頻率合成 AD9850 DDS Design and Implementation of the Signal Generator Based on DDS Technology Abstract DDS is Direct Digital frequency Synthesizer (Direct Digital Synthesizer) English abbreviations. Compared with the traditional frequency synthesizer, with low cost, DDS low power consumption, high resolution and fast converting speed time and so on, widely used in telemunications and electronic instruments field, is to realize equipment full digital a key technology. This design uses the single chip processor as the core, using a keyboard input signal parameters, control of DDS AD9850 module produce signals, the signal parameters in LCD1602 show that the plete sine signal and square wave signal output, the output with an oscilloscope validation. DDS is A full digital frequency synthesizer, by phase accumulators, waveform ROM, D/A converter and low pass filter position. The clock frequency after A given, the output depends on the frequency of the signal frequency control word, the frequency resolution depends on accumulators digits, phase resolution depends on the ROM address line digits, amplitude quantization noise depends on the ROM data A word length and D/A converter digits. And the frequency of the traditional method than the synthesis, DDS synthesis signal has a frequency switching frequency of short time, high resolution and continuous phase changes, and many other advantages. Using single chip microputer control of the flexible ability and high performance, high level of integration of the AD9850 bination, can overe the disadvantage of the traditional DDS design, to design the developed good performance of signal generator system. Key word: MCU。頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間更是達(dá)到 ns 級(jí)，頻譜純度越來(lái)越高。 信號(hào)發(fā)生器是一種常用 的信號(hào)源 ,廣泛應(yīng)用于電子測(cè)量、自動(dòng)控制和工程設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。 DDS 的優(yōu)點(diǎn)： ，輸 出頻點(diǎn)多，可達(dá) 2 的 N 次方個(gè)頻點(diǎn) (N 為相位累加器位數(shù) )； ，可達(dá) us 量級(jí)； ； ； ，對(duì)參考頻率源的相位噪聲有改善作用； ； ，便于集成，體積小，重量輕。DDS 是直接數(shù)字式頻率合成器（ Direct Digital Synthesizer）的英文縮寫。 DDS 函數(shù)發(fā)生器 一個(gè)完整周期的函數(shù)波形被存儲(chǔ)在上面所示的存儲(chǔ)器查找表中。如果采樣率保持恒定，上述較慢的正弦波的頻率將比較快的正弦波慢 10 倍。 有些公司還提供許多其他利用 DAC 來(lái)產(chǎn)生模擬信號(hào)的模擬輸出產(chǎn)品。 累加器 相位累加器由 N 位加法器與 N 位寄存器級(jí)聯(lián)構(gòu)成。由于波形存儲(chǔ)器中的不同波形是分塊存儲(chǔ)的，所以當(dāng)波形控制字改變時(shí)，波形存儲(chǔ)器的輸入為改變相位后的地址與波形控制字 W（波形地址）之和，從而使最后輸出的信號(hào)產(chǎn)生和相移。 低通濾波器 對(duì) D/A 輸出的階梯波 S(t)進(jìn)行頻譜分析，可知 S(t)中除主頻 fo 外，還存在分布在 fc、 2fc 等等的兩邊177。由此可見(jiàn) DDS 的工作頻率帶較寬，可以合成從直流到 的頻率信號(hào)，同時(shí)它的頻率穩(wěn)定度高 [3]。 LCD1602 鍵盤 單片機(jī) AD9850 低通濾波器 信號(hào)輸出 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 4 系統(tǒng)硬件模塊的組成 單片機(jī)控制模塊 主控電路中，以單片機(jī)為主體，通過(guò)分析鍵盤輸入的數(shù)字值，對(duì) AD9850 寫入相應(yīng)的控制字。 STC89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash、 256 字節(jié) RAM、 32 位 I/O 口線、看門狗定時(shí)器、 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針、三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)、全雙工串行口、片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。在這種模式下 ， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 圖 41 STC89C52 單片機(jī)的引腳圖 1 40 VCC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 14 16 17 19 18 20 39 38 37 36 35 33 34 31 32 30 29 28 26 27 25 24 23 22 21 RST /RXD XTAL2 GND XTAL1 EX_LVD/RST2 ALE NA STC89C52 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 時(shí)鐘電路 圖 42 時(shí)鐘電路 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器 輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。 復(fù)位電路 AT89C51 的外部復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位。中層虛線內(nèi)是一個(gè)完整的可編程 DDS 系統(tǒng) ,外層虛線內(nèi)包含了 AD9850 的主要組成部分 [5]。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號(hào) ,然后驅(qū)動(dòng) DAC 以輸出模擬量。在 125MHz 的時(shí)鐘下 , 32 位的頻率控制字可使 AD9850的輸出頻率分辨率達(dá) 。這 40 位控制字可通過(guò)并行方式或串行方式輸入到 AD9850,在并行裝入方式中 ,通過(guò) 8位總線 D0…D7 將可數(shù)據(jù)輸入到寄存器 ,在重復(fù) 5 次之后再在 FQUD 上升沿把 40 位數(shù)據(jù)從輸入寄存器裝入到頻率 /相位數(shù)據(jù)寄存器 (更新 DDS 輸出頻率和相位 ),同時(shí)把地址指針復(fù)位到第一個(gè)輸入寄存器。并行接口 I/ O 方式的并行接口電路比較簡(jiǎn)單 ,但占用單片機(jī)資源相對(duì)較多 ,AD9850 的數(shù)據(jù)線 D0~D7 與P2 口相連 , FQ_UD 和 W_CLK 分別與 (10 引腳 )和 (11 引腳 )相連 ,RESET 與單片機(jī)的 相連，所有的時(shí)序關(guān)系均可通過(guò)軟件控制實(shí)現(xiàn)。 圖 47 濾波電路 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 16 鍵盤控制模塊 本設(shè)計(jì)采用 4*4 數(shù)字矩陣鍵盤對(duì)波形的進(jìn)行控制，掃描的方法確定按鍵，然后對(duì)按鍵進(jìn)行處理，因?yàn)椴捎玫逆I盤沒(méi)有去抖功能， 用延時(shí)程序來(lái)給鍵盤去抖。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單圖 48 鍵盤控制電路 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 17 了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 VL 與地之間接一個(gè) 10K 的滑動(dòng)變阻器來(lái)到 1602初始顯示的調(diào)節(jié)。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置 。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 信號(hào)的幅值是由 AD 轉(zhuǎn)換模塊處理得到，由于單片機(jī)的口資源有限，我們采用以 PCF8591 芯片為核心的 AD 處理模塊。 主程序輸入 初始化 LED 顯 示 鍵盤掃描 是否有鍵按下？ 處理按鍵 頻率字修改 AD9850 數(shù)據(jù)更新 開(kāi)始 結(jié)束 否 是 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 22 軟件調(diào)試 本系統(tǒng)的軟件調(diào)試 可以在 Keil uvision2 的 環(huán)境中完成 ， Keil 系統(tǒng) 為軟件的開(kāi)發(fā)和調(diào)試提供了良好的用戶界面和強(qiáng)大的功能 ，程序 調(diào)試無(wú)誤后 ， 可以裝入 Proteus中進(jìn)行仿真，也 可以直接下載到單片機(jī) 中進(jìn)行 調(diào)試。首先選擇菜單 File/New，在源程序編輯器中輸入?yún)R編語(yǔ)言或 C 語(yǔ)言源程序（或選擇 File/Open，直接打開(kāi)已用其它編輯器編輯好的源程序文檔）并保存，注意保存時(shí)必須在文件名后加上擴(kuò)展名 .asm或 .c；然后選擇菜單 Project/New Project，建立新工程并 保存；工程保存后會(huì)立即彈出一個(gè)設(shè)備選擇對(duì)話框，選擇 CPU 后點(diǎn)確定返回主界面。 STCISP 下載工具介紹 STCISP 是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對(duì) STC 系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載 STC89 系列、 12C2052 系列和 12C5410 等系列的 STC 單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛使用。執(zhí)行主菜單的 DESIGN|ADD REMOVE LIBRARY 命令或單擊左側(cè)設(shè)計(jì)管理器的 ADD|REMOVE 按鈕。 ：頻率 1000HZ，幅度 2V，波形如圖 63 所示。 ，要合理的布局，方便后面的焊接工作和調(diào)試中的查錯(cuò)。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 28 參考文獻(xiàn) [1] 劉抒珍 ,童