【正文】 在現(xiàn)有的條件下，可以通過適當(dāng)改進(jìn)硬件結(jié)構(gòu)或者改變系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，用來產(chǎn)生其他信號(hào)，比如鋸齒波、調(diào)幅波等。程序流程圖如圖 42所示。 2. AD9850控制字寫入過程 AD9850控制字的寫入是通過中斷服務(wù)程序完成，流程圖如圖 43所示。程序設(shè)計(jì)中要特別注意 AD9850 的時(shí)序要求，正確送出邏輯控制字，注意其刷新時(shí)鐘 。圖 314 給出了積分電路及三角波形圖。 常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 外圍配置及 接口電路 AD9850 有串行寫入方式和并行寫入方式兩種。 LED、 LCD顯示器 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、配置靈活、與單片機(jī)接口方便等特點(diǎn)。這 40 位控制字可通過并行方式或串行方式輸入到 AD9850，在并行裝入方式中，通過 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 FQ_UD 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。可編程 DDS系統(tǒng)的核心是相位累加器，它由一個(gè)加法器和一個(gè) N 位相位寄存器組成， N 一般為 24～ 32。 D0D7： 8bit 數(shù)據(jù)輸入端。 AD9850 芯片簡(jiǎn)介 隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，用數(shù)字控制方法從一個(gè)參考頻率源產(chǎn)生多種頻率的技術(shù)，即直接數(shù)字頻率合成（ DDS）技術(shù)異軍突起。注意加密方式 1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 假設(shè)相位累加器的位數(shù)為 N,那么加法器位數(shù)也為 N,反饋寄存器位數(shù)也為 N,并且起模運(yùn)算的作用。不過這種模塊所產(chǎn)生的波形不是純凈的波形，都會(huì)有高次諧波分量，我們可以采取措施過濾部分，但不可能全部濾除干凈 ,而且這還有個(gè)缺點(diǎn)就是價(jià)格較高。 單片機(jī)的特點(diǎn)歸納起來有以下幾個(gè)方面： 1） 具有優(yōu)異的性能價(jià)格比 單片機(jī)盡可能地把應(yīng)用所需的存儲(chǔ)器 ,各種功能的 I/O 接口集成在一塊芯片內(nèi) ,因而其性能很高 ,而價(jià)格卻相對(duì)較低廉 ,即性能價(jià)格比很高。信號(hào)發(fā)生器的軟件開發(fā)以及應(yīng)用讓波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加容易了起來。前者指對(duì)輸出信號(hào)的頻率、幅度的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度以及波形失真等要求不高的一類信號(hào)發(fā)生器。 ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。本文通過分析函數(shù)信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行原理和構(gòu)成， 設(shè)計(jì)出產(chǎn)生三角 波、鋸齒波、方波、正弦波的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。如今 ，許多信號(hào)發(fā)生器 都 帶有微處理器，而且都具備 了自校、自檢、自動(dòng)故障診斷和自動(dòng)波形形成和修正等功能， 可以和控制計(jì)算機(jī)及其他的實(shí)驗(yàn)儀器一起構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。當(dāng) 工作的需求和功能有所增加，則電路的復(fù)雜程度也會(huì)相應(yīng)的增大。 （ 2）和 VXI資源的結(jié)合。又內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了芯片之間的連線，這大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。它不僅采用軟硬件結(jié)合，軟件控制硬 件的方法來實(shí)現(xiàn)，使得信號(hào)頻率的穩(wěn)定性和精度的準(zhǔn)確性得以保證，而且它使用的幾種元器件都是常用的元器件，容易得到，且價(jià)格便宜，使得硬件的開銷達(dá)到最省。 相位序列碼到幅度序列碼的變換常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 裝置就是利用只讀存儲(chǔ)器 RAM來完成的。 ： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為 振蕩器頻率的 1/6。 1. 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。此時(shí)鐘輸入可以是連續(xù)的 CMOS序列，也可以是經(jīng)1/2電源電壓偏置的模擬正弦波輸入。 AD9850 的參考時(shí)鐘頻率一般遠(yuǎn)高于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率，因此 AD9850 的復(fù)位（ RESET ）端可與單片機(jī)的復(fù)位端直接相連。范圍的一個(gè)相位點(diǎn)。 － 端口用 8 芯排線連接到 1602 上的 7到 14 腳上 ,P30 連 4 腳（ RS） ,P31 連 5 腳（ RW） ,P30 連 6腳（ E），并通過程序?qū)㈩l率值 顯示到 LCD1602 上。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。 圖 310 AD9850外圍配置及接口電路 濾波電路 為 使輸出的頻率不受外界和一些雜波的干擾，需用一個(gè)低通濾波器 (LPF)濾除高次諧波 [13]， 常用的濾波器的頻率響應(yīng)有三種：橢圓型 (Cauer)，巴特沃斯型（ Buterworth)和切比雪夫型 (Chebyshev)。 經(jīng)計(jì)算，我們選擇 R4=10K,R5=10K,R6=1K,R7=600Ω， C13=。 AD9850 控制字 的寫入 1. AD9850控制碼作用 (1)D39和 D38 用來控制 AD9850的數(shù)據(jù)輸入模 式。當(dāng)經(jīng)過 5次加載后，已經(jīng)輸入了 40 位的數(shù)據(jù)控制字，則 W_CLK 端信號(hào)的上升沿將被忽略，也就是數(shù)據(jù)將不再被加載，直到下一個(gè)復(fù)位信號(hào)或者下一個(gè) FQ_UD端信號(hào)的上升沿到來為止。 掃描鍵盤 延時(shí)去抖 延時(shí)等待鍵釋放 鍵盤掃描逐行判斷閉合鍵號(hào) 取出健值并進(jìn)行操作 鍵值送入 A 返回 開始 閉合鍵是釋放否 有鍵合上 掃描鍵盤 有鍵合上 YNNY YN常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 35 圖 43 顯示子程序流程圖 常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 36 結(jié) 論 本文 根據(jù)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展需要以及直接數(shù)字頻率合成技術(shù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一套基 于 DDS 的高精度信號(hào)源，該信號(hào)源能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等常用的信號(hào)波形，并且可以動(dòng)態(tài)顯示輸出信號(hào)的頻率。杜老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。 通過設(shè)計(jì)以及對(duì) DDS 的研究表明， DDS 技術(shù)可以應(yīng)用在高速寬帶頻率合成 領(lǐng)域，特別是在對(duì)頻率切換速度、頻率分辨率及相噪、雜散要求較高的場(chǎng)合， DDS技術(shù)顯示了特殊的優(yōu)勢(shì)。 鍵盤掃描及按鍵識(shí)別子程序 在本設(shè)計(jì)中， 所設(shè)定的頻率和初始相位都是通過 4 4鍵盤輸入的，因此要通過鍵盤掃描和按鍵識(shí)別程序?qū)⑤斎氲逆I值處理后送至 AD9850。 (4)D31D0用來控制 AD9850的輸出頻率。 軟件所需實(shí)現(xiàn)的功能就是要將外部輸入的數(shù)據(jù)按照一定算法變換成AD9850 芯片所能接收的格式，并送出相應(yīng)的頻率和相 位控制字，從而使 AD9850能產(chǎn)生相位、頻率可程控的信號(hào)，并且 將頻率值送至 LED顯示輸出。設(shè)計(jì)出的橢圓濾波器如 下圖 313所示 。這樣一來就組 成某個(gè)字符。為了保證鍵在每閉合一次 CPU僅作一次處理，必須去除鍵釋放時(shí)的抖動(dòng)。將 DAC 的輸出經(jīng)低通濾波后接到 AD9850 內(nèi)部的高速比較器上即可直接輸出一個(gè)抖動(dòng)很小的方波。 QOUT：輸出為真，是比較器的真正輸出。 AVDD：模擬電路電源。本設(shè)計(jì)選電容為 典型值 30pF，系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為 12MHz，晶振電路如圖 32所示。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。用戶通過鍵盤輸入的波形參數(shù)被 AT89S51接收，并經(jīng)其處理后將計(jì)算出的控制字傳送給 AD9850，由其輸出可控波形。 （ 3）數(shù)字合成和濾波模塊 DSS芯片 是本設(shè)計(jì)的核心 模塊 ， 主要 是 由相位累加器、正弦波形表、 D/A轉(zhuǎn)換器、低通濾波器組成 ，其基本組成 如圖 21。只要對(duì)電路稍加修改，調(diào)整程序，即可完成功能升級(jí)。外形大小和價(jià)格 都要相對(duì)于過去類似的產(chǎn)品有很大的減少。 90年代末期，出現(xiàn)了一些真正的性能高、價(jià)格高的函數(shù)發(fā)生器、不過 HP公司生產(chǎn)了型號(hào)為 HP770S 的信號(hào)模擬裝置系統(tǒng)，它是由 HP8770A任意波形數(shù)字化和 HP1776A波形發(fā)生軟件組成的。開發(fā)低功耗、寬頻帶，能產(chǎn)生多種波形并具 有程控等低頻的信號(hào)發(fā)生器就顯得更加重要和更具意義。 DDS的原理 ............................................... 6 ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。DAC0832 DAC square wave triangle wave and sine wave sawtooth wave. 常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 目 錄 摘 要 .......................................................... I Abstract....................................................... II 第一章 引言 .................................................... 1 ........................................... 1 ..................................... 2 ..................................... 3 生器中的應(yīng)用 ........................... 4 具有優(yōu)異的性能價(jià)格比 ............................... 4 控制功能強(qiáng) ......................................... 4 集成度高、體積小、可靠性高 ......................... 4 低電壓、低功耗 ..................................... 4 第二章 設(shè)計(jì)方案的確定 .......................................... 5 信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)要求 .................................... 5 設(shè)計(jì)方案的選擇 .......................................... 5 ........................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 盡管信號(hào)發(fā)生器已廣泛應(yīng)用到我們生活的方方面面，但是 市面上能看到的儀器 在頻率精度、帶寬、波形種類及程控方面都已不能滿足我們生活、實(shí)驗(yàn)和 工業(yè)生產(chǎn)等多方 面實(shí)際應(yīng)用的需求。 這個(gè)時(shí)期的波形發(fā)生器大都以軟件為主，其實(shí)質(zhì)上是采用微處理器對(duì) DAC的程序控制，這樣我們就可以得到各種簡(jiǎn)單的波形。新 一代的臺(tái) 式儀器有更多的特性，而且可以執(zhí)行更多的功能。具有線路相對(duì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，頻率穩(wěn)定度高，抗干擾能力強(qiáng)，用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)Σㄐ芜M(jìn)行細(xì)微調(diào)整，改良波形，使其滿足系統(tǒng)的要求?？紤]到本設(shè)計(jì)的單片機(jī)的功能，本系統(tǒng)采用 最為常用的 51單片機(jī) 即 AT89C51 來作為控制模塊 （ 2）鍵盤和顯示模塊 本設(shè)計(jì)鍵盤 模塊 選擇 4*4鍵盤用來選擇 波形 相位、 頻率 值 ；顯示模塊 采用LCD1602， 主要是用來顯示波形的頻率等。 圖 23 DDS 波形輸出 第三章 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 波形的產(chǎn)生與控制部分由 51 單片機(jī)與 DDS 芯片 (AD9850)組成，其中前者作為正弦波，常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 余弦波，方波的合成芯片，后者實(shí)現(xiàn)三角波的合成。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要由 SYS參數(shù)確定（晶振上標(biāo)明的頻率）； 電容 C1和 C2的作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率 f起 微調(diào)作用（ C C2大， f變?。?。 DVDD：數(shù)字電路電源。 VINN：轉(zhuǎn)換電平輸入，是比較器的反相輸入。 DAC 滿量程輸出電流通過一個(gè)外接電阻 setR 調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)關(guān)系為 setI =32()，常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 setR 的典型值是 ? 。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計(jì)算法或查表 法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值。 ② 字符的顯示 用 LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 68 或 88 點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “1” ，其它的為 “0” ，為 “1” 的點(diǎn)亮，為 “0” 的不亮。 通過比較各濾波器的幅頻特性，并結(jié)合系統(tǒng)要求，本文選用橢圓濾波器對(duì)DDS的輸出進(jìn)行濾波， 按照低通濾波器的理想分析方法，采用查歸一化濾波器手冊(cè)的方法設(shè)計(jì)出原始的 7階橢圓低通濾波器，確定元件值。 本系統(tǒng)軟件由主程序模塊、按鍵處理模塊、波形產(chǎn)生模塊、液晶顯示模塊構(gòu)成。 (3)D36D32是相位調(diào)制碼，用來控制 AD9850的相位調(diào)制量。每傳輸一次 8 位的控制碼后，延時(shí),置單片機(jī)引腳 為 1，即