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基于ad9834的波形發(fā)生器設(shè)計(jì)-展示頁

2025-06-17 15:18本頁面
  

【正文】 A 任意波 形數(shù)字化 組成。 在 70 年代 以后,微處理器的出現(xiàn),可以通過 用處理器、 D/A 和 A/D,硬件和軟件使波形發(fā)生器的功能變 大, 從而 產(chǎn)生更加復(fù)雜的波形。這個(gè)時(shí)期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術(shù),而蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 ) 第 5 頁 且模擬器件構(gòu)成的電路存在著價(jià)格貴、功耗大 、尺寸大等缺點(diǎn),并且要產(chǎn)生較為復(fù)雜的信號(hào)波形,則電路結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。波形發(fā)生器具有 頻率穩(wěn)定性 和連續(xù)的相位變換 等優(yōu)點(diǎn), 它 不僅可以模擬各種復(fù)雜 的 信號(hào),還可對(duì)波形 、頻率、 相 移、 幅值進(jìn)行動(dòng)態(tài)、及時(shí)的控制,它還可以與其它儀器通訊 組成自動(dòng)測試系統(tǒng),因此 它被廣泛用在 震動(dòng)激勵(lì)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、通訊和儀器儀表 等 領(lǐng)域。 一塊單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī),由于單片機(jī)這種特殊的結(jié)構(gòu)形式,在某些應(yīng)用領(lǐng)域中,它承擔(dān)了大中型計(jì)算機(jī)和通用微型計(jì)算機(jī)無法完成的一些工作,使其具有很多顯著的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn),因此在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了迅猛的發(fā)展。單片機(jī)構(gòu)成的儀器具有高可靠性、高性價(jià)比,在智能儀表系統(tǒng)和辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得以極為廣泛的應(yīng)用,并走入家庭,從洗衣機(jī)、微波爐到音響和汽車,處處可見其 應(yīng)用。一旦工作需求功能有增加,則電路復(fù)雜程度會(huì)大大增加。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中,如工業(yè)過程控制, 地震模擬機(jī)械振動(dòng) ,生物醫(yī)學(xué) 等領(lǐng)域常常 需要用低頻信號(hào)源。 信號(hào)發(fā)生器作為一種常見的應(yīng)用電子儀器設(shè)備,傳統(tǒng)的 信號(hào)發(fā)生器 可以完全由硬件電路搭接而成,如采用 555 振蕩電路發(fā)生方波、正弦波和三角波 的電路便是可 取的路經(jīng)之一,不用依靠單片機(jī)。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 ) 第 4 頁 第 1章 緒論 第 研究的背景和意義 波形 發(fā)生器亦稱函數(shù)發(fā)生器,作為實(shí)驗(yàn) 時(shí)使用的信號(hào)源,是當(dāng)代各種電子電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用中必不或缺的儀器設(shè)備之一。且使用 DDS 器件,具有體積很小,電路簡單的優(yōu)點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)可以做得很小 ,甚至可以作為手持設(shè)備使用,這就正好滿足了當(dāng)前技術(shù)的需要。 本設(shè)計(jì)主要是基于 AD9834 的 一款簡易信號(hào)發(fā)生器 [2],由 STC89C52 單片機(jī)通過 3 個(gè)SPI 接口控制 DDS 芯片 AD9834 產(chǎn)生各種頻率的正弦波、三角波、方波,經(jīng)放大整形電路后輸出,并通過獨(dú)立的按鍵切換輸出的波形,也可改變頻率和輸出幅度。 直接數(shù)字頻率合成( DDS)技術(shù) 是 繼 1971 年問世以來 [1],由 于它低成本、低功耗、高分辨率、頻率切換時(shí)間短、相位連續(xù)、 結(jié)構(gòu)簡單、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn),在電信和電子儀器領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。用E2021/L 的波形發(fā)生器功能, 可以定義串口數(shù)據(jù)。 而 一般的信號(hào)發(fā)生器,不但笨重,而且只發(fā) 生 一些簡單的波形,不能滿足需要。 【關(guān)鍵詞】: STC89C52; AD9834; DDS 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 ) 第 2 頁 Abstract This design is a core problem design signal generator, the output of different frequency sine wave, triangular wave and square wave, and through the key switch output waveform, also can change the frequency and amplitude of the output. This scheme selection AD9834 as the core chip, and single chip microputer and STC89C52 bination, design one simple high precision frequency signal generator, has small power consumption advantages. AD9834 ADI pany is the production of one using DDS technology, low power consumption, programmable waveform generator. This paper introduces the design of signal generator with AD9834 the basic framework, elaborated on the chip of the basic performance and usage, it analyses the single chip microputer and bined with the concrete measures of produce waveform. And the DDS this technology made paratively detailed analysis, and prospects the development prospect. In addition, this paper also introduces the STC89C52 MCU, it is a kind of low power consumption, high performance CMOS8 a micro controller, a zone 8 k bytes scintillation programmable read only memory can be erased. And also in detail the internal structure of the single chip microputer, each pin and the description of the characteristics of the chip. Key words: STC89C52; AD9834; DDS 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 ) 第 3 頁 前 言 單片機(jī)是一種集成在電路芯片, 它 是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù) , 把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU、 只讀存儲(chǔ)器 ROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、多種 I/O 接 口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)時(shí)器等功能(可能還包括驅(qū)動(dòng) 顯示 電路 、模擬多路轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制電路 、 A/D轉(zhuǎn)換 等電路)集成到一塊硅片上 ,從而 構(gòu)成 一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。并 且對(duì) DDS這一技術(shù)做了比較詳細(xì)的分析,也展望它的發(fā)展前景。 AD9834 是 ADI 公司生產(chǎn)的一款采用 DDS 技術(shù)、低功耗、可編程波形發(fā)生器。蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 ) i 基于 AD9834 的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 目 錄 前言 ........................................................... 3 第 1 章 緒論 .................................................... 4 第 節(jié) 研究的背景和意義 ...................................... 4 第 節(jié) 波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r ................................... 4 第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ............................................ 6 第 節(jié) 單片機(jī)主控模塊 ........................................ 6 第 節(jié) 液晶模塊 ............................................. 10 第 節(jié) DDS 模塊 .............................................. 12 第 3 章 硬件電路的設(shè)計(jì) ......................................... 15 第 節(jié) 單片機(jī)主控電路及液晶顯示電路 .......................... 15 第 節(jié) AD9834 電路設(shè)計(jì) ....................................... 15 第 節(jié) 按鍵電路 ............................................. 16 第 節(jié) 增益可控電路 ......................................... 16 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................... 18 第 節(jié) Keil 軟件的介紹 ....................................... 18 第 節(jié) 系統(tǒng)軟件的 整體設(shè)計(jì) ................................... 18 第 節(jié) 程序設(shè)計(jì)原理 ......................................... 19 第 節(jié) 信號(hào)產(chǎn)生的程序 ....................................... 20 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................... 21 第 節(jié) 硬件調(diào)試 ............................................. 21 第 節(jié) 軟件調(diào)試 ............................................. 21 第 節(jié) 調(diào)試結(jié)果 ............................................. 21 結(jié)論 .......................................................... 25 參考文獻(xiàn) ...................................................... 26 致謝 .......................................................... 27 附錄 .......................................................... 28 附錄 1:實(shí)物照片說明 ........................................... 28 附錄 2:系統(tǒng)原理圖 ............................................. 28 附錄 3:部分源程序 ............................................. 29 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 ) 第 1 頁 基于 AD9834 的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 【 摘要 】 : 本設(shè)計(jì) 核心問題是設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器,使之輸出不同頻率的正弦波、三角波和方波,并通過按鍵切換輸出的波形,也可 以 改變頻率 和 輸出的幅度。本方案選擇了AD9834 作為核心芯片,并與單片機(jī) STC89C52 結(jié)合,設(shè)計(jì)一款簡易的高精度頻率信號(hào)發(fā)生器,具有體積小功耗低等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了用 AD9834 設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器的基本框架,詳細(xì)闡述了該芯片的基本性能和使用方法,分析了它與單片機(jī)結(jié)合產(chǎn)生波形的具體措施。 此外,本文還介紹了單片機(jī) STC89C52,它 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器, 一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦 除只讀存儲(chǔ)器 , 并且也詳細(xì)地闡述了單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、各個(gè)引腳的說明以及此芯片的特點(diǎn)。 波形發(fā)生器是一種數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生器 ,在調(diào)試硬件時(shí)常常需要加入一些信號(hào),以觀察電路工作是否正常。例如用戶要調(diào)試串口通信程序時(shí), 必須先 在計(jì)算機(jī)上寫好一段程序, 之后 再用 數(shù)據(jù) 線連接計(jì)算機(jī)和實(shí)驗(yàn)板,如果 不能 正常 使用 ,不知道是 數(shù)據(jù) 線還是程序 出現(xiàn) 問題。通過邏輯探勾輸出,調(diào)試起來簡單快捷。 AD9834 是 ADI 公司生產(chǎn)的一款采用 DDS 技術(shù)、低功耗、可編程波形發(fā)生器,器件采用 MSOP 封裝,非常小巧,外圍電路簡單,通過 SPI 接口和單片機(jī)相連,編程可生成方波、三角波、 正弦波 ,輸出頻率和相位都可通過軟件編程,易于調(diào)節(jié)。 該系統(tǒng)以簡易為出發(fā)點(diǎn),用熟悉的單片機(jī) STC89C52 作為主控芯片 ,選用低功耗芯片AD9834 為信號(hào)產(chǎn)生芯片。這也是 這次設(shè)計(jì)的兩個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。目前,市場上常見的波形發(fā)生器大多數(shù)是 純硬件的搭接而成,且波形 的 種類有限 的,多為 方波、正弦 波、鋸齒波 、三角波等波形。但是這種電路存在波形質(zhì)量差,難以控制 ,可調(diào) 節(jié)的 范圍小,電路 過于復(fù)雜和體積大等缺點(diǎn)。但是 由硬件電路構(gòu)成的低頻信號(hào)其性能難以令人滿意,而且由于低頻信號(hào)源所需的 RC 很大, 電阻 大, 電容 大在制作上有困難,參數(shù)的精度也 難以保證;體積大 、漏電和 損 耗大 更是致命的弱點(diǎn)。 現(xiàn)代電子領(lǐng)域中,單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入,這必將導(dǎo)致傳統(tǒng)控制于檢測技術(shù)的日益更新。因此,單片機(jī)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 第 波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r 波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和用戶定義信號(hào) 的 ,并 可以 保證高穩(wěn)定性、高精度、易操作性 和 可重復(fù)性 的電子儀器。 在 70 年代以前,信號(hào)發(fā)生器主要有兩類:脈沖波和正弦波,而波形發(fā)
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