【導(dǎo)讀】Keywords:DDS;MCU;Signalgenerator;PhaseAccumulator;DAC. accumulatordigit,constant.

　　

【正文】 統(tǒng)設(shè)計框圖 硬件設(shè)計 AD9850的模塊 AD9850包含 DDS系統(tǒng)和高速比較器。 AD9850可以實現(xiàn)對整個數(shù)字頻率相結(jié)合?？删幊痰?DDS的核心是相位累加器，它是由 ADR和一個 N位相位寄存器組成， N為 24? 32。 連接到精確的時鐘源和寫入頻率相位控制字后， AD9850的可以產(chǎn)生可編程頻率和相位可編程的模擬正弦波輸出波，這可以用來作為直接的高頻信號源，或者通過高速比較器被轉(zhuǎn)移到矩形波。 通過 125 MHz時鐘， 32位頻率控制字可以把 AD9850 的輸出頻率分辨率展開到 赫茲 [4]。 DAC0832模塊 電路是通過 DA從 STM32向 DAC0832輸出相位數(shù)據(jù)表并得到相應(yīng)的波形。一步一步的調(diào)節(jié)相量，可以創(chuàng)建任意的頻率， PWM信號通過低通濾波器從 STM32傳輸?shù)较鄳?yīng)的電壓，因此，DAC0832的參考電壓是被控制的，而且，輸出的波形幅度調(diào)節(jié)適當(dāng)。數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換電路，如圖 2所示 : 圖 2 DAC 電路 PWM轉(zhuǎn)換 DA電路 低通濾波器的 PWM信號從 STM32到穩(wěn)定使用電壓跟隨器，然后穩(wěn)定將產(chǎn)生一個穩(wěn)定的輸出電壓，通過調(diào)整 PWM占空比可調(diào)節(jié)電壓。該系統(tǒng)輸出的 3個 PWM信號，它分別控制 AD9850的輸出范圍，占空比和輸出 DAC0832 的范圍。圖 3顯示出的 PWM控制 DA傳輸電路。 放大和濾波電路 放大電路將輸出放大波形和修改放大的因素。一個很好的平滑的輸出波形，可以通過使用低通有源功率濾波實現(xiàn)。放大電路和濾波電路在圖 4中顯示。 圖 3 PWM 控制 DA轉(zhuǎn)換電路 圖 4 導(dǎo)出放大和濾波電路 :（ a）放大電路（ b）濾波電路 軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件主要包括 AD9850 的驅(qū)動模塊， DAC0832 驅(qū)動模塊，一步一步的自動化模塊，PWM轉(zhuǎn)換 DA模塊和 uC/ GUI 圖片支持的系統(tǒng)中植入程序。由于采用多窗口的圖案使得操作界面充滿人性化。系統(tǒng)軟件的設(shè)計過程如圖 5所示。 圖 5 系統(tǒng)程序流程圖 植入的 uC/ GUI 數(shù)控信號源已足夠多的使用的 uC / GUI軟件建立許多窗口和控制按鈕。通過調(diào)用相應(yīng)的窗口和控制反饋信息，外圍設(shè)備在系統(tǒng)的控制下操作。 外部設(shè)備主要分為兩個驅(qū)動器，驅(qū)動器 AD9850 的模塊和 DAC0832模塊驅(qū)動。這兩個模塊可以通過外側(cè)中斷和定時中斷被控制。 AD9850的驅(qū)動器 AD9850具有 40個控制字，其中， 32位用于頻率控制， 5位用于的相位控制， 1位用于電源休眠控制， 2位用于選擇運作模式。 這 40個控制字可在允許的方式或串行方式到達 AD9850，在允許的方式下， 8位數(shù)據(jù)一般可高速將數(shù)據(jù)傳送到寄存器。 重復(fù) 5次后，在 40位的數(shù)據(jù)被加載到頻率 /相位數(shù)據(jù)寄存器（用于刷新的 DDS輸出頻率和相位），同時，上面的 FQUD上升沿地址指針復(fù)位到第一個輸入寄存器。 然后 8位數(shù)據(jù)被加載在 WCLK上升沿，將指針設(shè)置到下一個輸入注冊。 WCLK上升沿重復(fù) 5次后，在 WCLK上升沿將不再工作，直到復(fù)位信號或地址指針復(fù)位到第一個輸入寄存器的 FQUD上升沿。 程序操作 AD9850 模塊通過底部的功能，作為： void ad9850( double frequency, //frequency unsigned char phase, //phase unsigned char mode, //pattern unsigned char power //source ) DAC0832驅(qū)動模塊 在設(shè)計中的數(shù)字控制信號源， DAC0832 被定義為單緩沖的模式，當(dāng) 8位并行數(shù)據(jù) D0? D7被輸入， DA將在 CS中傳輸數(shù)據(jù)。 空的 DA0832（ U8值）的底層函數(shù)可以調(diào)用 Out_To_DDS0832（雙頻率， U8型）的功能和控制定義的波形和頻率。 此功能是基于數(shù)字頻率合成原則，它把輸入頻率傳送到相應(yīng)的控制字，然后一步一步結(jié)合相位預(yù)計，在記憶體中輸出波形數(shù)據(jù)表。 通過的調(diào)用 Adjust_Vpp（）的程度和占空因數(shù)可調(diào)諧和調(diào)整印花稅（） 一步一步的自動化程序 一步一步的自動化程序磚被添加到設(shè)計來定義的頻率范圍內(nèi)，一步一步的速度，一步一步的計算，遞增或失效，循環(huán)模式。一步一步的自動化功能，可實現(xiàn)通過調(diào)用自動步驟（ AutoStepStr*AS）和通過存儲器結(jié)構(gòu)類型的一個函數(shù)來實現(xiàn)。 測試實驗和數(shù)據(jù)分析 DDS數(shù)字控制信號源能夠通過觸摸屏導(dǎo)入各種多變的控制字，然后準確地控制信號的頻率，占空比，范圍和相位。圖 6給出了相應(yīng)的實驗波形。 圖 6 示波器出口實驗圖片（ a） 1 千赫茲的輸出波形（ b） 1 兆赫茲的輸出波形（ c） 20兆赫茲的輸出波形 用示波器測試，表明該電路工作穩(wěn)定，正確。各參數(shù)指標表現(xiàn)出精細的數(shù)值控制效果。 一、輸出頻率范圍： 1Hz30MHz的的峰 峰值值： 50mV的 ~~10V。占空比： 10％ ? 100％，差異≤ 1％。 二、輸出正弦波，方波，鋸齒波，三角波和任意波形式。 三、連續(xù)步驟一步調(diào)整頻率，占空比，幅度和相位。 四、觸摸屏的操作包括虛擬鍵盤，滑條和各種虛擬控制進行輸入操作，每一個參數(shù)都可以 直觀演示。 五、一步一步的自動化，定義：最高值，最低值，一步一步的速度， 一步一步的計算，按升序或下降，循環(huán)或不循環(huán)。 數(shù)控改革信號源的優(yōu)勢 設(shè)計的數(shù)值的控制信號源被施加到車床改革實驗。主要數(shù)控系統(tǒng)的目標是協(xié)調(diào)坐標軸的位移（包括位移，速度，方向，位置等），該控制消息來源于數(shù)控操作或運動控制程序。 因此，系統(tǒng)的數(shù)值控制系統(tǒng)的組合物，最根本的包括三個部分：輸入 /輸出的程序的移動設(shè)備，數(shù)控設(shè)備和伺服驅(qū)動器。 結(jié)論 使 DDS和 MCU控制器組合使用，系統(tǒng)可以導(dǎo)出的數(shù)值控制消費者的需要的信號源，它具有的優(yōu)點，如良好的輸出的波形，頻率準確，可靠的穩(wěn)定性和高占空比。每個參數(shù)，并通過觸摸屏幕很容易地調(diào)整，實驗表明，各種參數(shù)指標具有優(yōu)良的數(shù)控效 果。 致謝 這項工作是由國家自然科學(xué)基金會，中國（無財政支持： 61006075）和指導(dǎo)目整合生產(chǎn)，教育及研究廣東?。ň幪枺?2020B090400253）。 參考文獻 [1] Lygouras J. N., Tarchanidis K. N., Tsalides Ph. G., “Suspended Sediment and Dye Concentration easurements Using a Digital Techniques”, Int. J. Electronics, 87, , pp 107, (2020). [2] Webster J. G. Ed., “Tactile Sensors for Robotics and Medicine”, Wiley, New York, (1988). [3] Dally J. W., Rilley W. F., Mcconnel ., “Instrumentation for Engineering Measurements”, Wiley, New York, (1993). [4] Tarchanidis K. N., Ioannidis I. N., Kakkalis I. K. And Lygouras J. N.“FLEXIMAT, an ntegrated System Scanning the Bending of Any Matress.”, Int. Workshop on Virtual and Intelligent Measurement Systems, VIMS 2020, Annapolis, MD, USA, 2930 April 2020, pp 115,(2020). [5] Koukourlis C. S., Voulgaris N. C., “A Digital Method for Sinewave Generation.” Archiv fur Electrotechnik, 72, pp 327, (1989). [6] Koukourlis Chr. S, Trigonidis V. K., Sahalos J. N., “Differential Synchronous Demodulation for Small Signal Amplitude Estimation.”, IEEE Instrumentation and Measurement, 42, No. 5, pp926, (1993).