基于dds的信号发生器设计

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1、2009级电子信息工程专业集成电路原理及应用课程设计基于DDS的信号发生器设计摘要本设计主要是基于DDS的信号发生器的设计，该信号发生器主要有三大模块，主控制器模块、信号发生模块和液晶显示模块。采用AT89S52单片机为主控制器，由它来控制DDS芯片AD9835再通过LCD12864显示输出信号信息，可以完成数字量输入到模拟量输出的转换，然后经运放调节电压幅度，产生0Hz～15MHz的正弦波、三角波和方波，最后由液晶屏显示。关键词AT89S52；AD9851；LCD128641.课程设计任务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编的特

2、定频率的信号。键盘显示部分微控制器信号产生图1-1设计任务要求2.课程设计题目多功能信号发生器设计以DDS为核心设计一个信号发生器，可产生方波、三角波、锯齿波、正弦波信号和单脉冲输出。技术参数：•具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性信号变化的功能；•用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的频率、相位和幅度；•输出信号的频率范围为0Hz~15MHz；重复频率可调，频率步进间隔1Hz；•波形输出幅度0~5V可调；-11-2009级电子信息工程专业集成电路原理及应用课程设计•具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能；发挥部分•用键盘或其他输入装置产生任意波

3、形；•波形输出幅度0~5V可调；•增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度比那化不大于±3‰（负载电阻变化范围：100Ω～∞）；•具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置；3.设计总体方案选择本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中，我们综合考虑了以下四种实现方案：3.1方案一采用555集成芯片函数发生器，555可以产生可变的正弦波、方波、三角波及实现频率控制,但由于产生的频率较低，本方案将不采用。3.2方案二采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038，产生频率（0.001～300K

4、HZ）可变的正弦波、三角波、方波及数控频率调整。但是，由于ICL8038自身的限制，输出频率稳定度只有10-3（RC振荡器）。而且，由于压控的非线性，频率步进的步长控制比较困难。3.3方案三采用MAX038函数发生器，MAX038是一个精密高频波形产生器。能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波信号。频率范围从0.1Hz～20MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2V（P－P）。但由于此芯片目前已经停产，销售的价格比较昂贵。3.4方案四采用DDS波形发生技术，采用AD9851和单片机相结合的方式实现对频率的控制。AD9851内部的控制字寄存器

5、首先寄存来自外部的频率、相位控制字，相位累加器接收来自控制字寄存器的数据后，决定最终输出信号频率和相位的范围及精度．然后再经过内部D/A转换器，得到最终的数字合成信号。这个高速DDS芯片时钟频率可达180MHz，输出频-11-2009级电子信息工程专业集成电路原理及应用课程设计率可达70MHz，分辨率为0.04Hz。综合考虑其性价比，选择方案四。本设计采用DDS技术作为本设计的核心，不仅基于其低成本，而且在输出频率控制方面也显得很方便。其输出的频率、幅度均可调，精度高，分辨率低等一系列优点将是本设计方案的不二之选。4.单元模块设计4.1AT89C52为核心的控制器模

6、块为了节约成本，本电路中采用LQFP封装44脚的单片机，该系列单片机是51单片机中增强型单片机，它体积小，工作稳定可靠，功耗低，抗干扰能力强等优点，使得本设计能顺利地完成。本电路中主要使用了该单片机的P0、P1、P2以及部分P3口，P0口主要是和液晶的8位数据口相连接，以便对液晶进行读写操作；P1口是与AD9851的8位数据口相连，对频率、相位控制字进行控制；P2口中的P2.0、P2.1、P2.2分别与液晶的控制引脚RS、R/W、E相连，其余5位是和独立式键盘S1、S2、S3、S4、S5相连接；P3口中P3.0、P3.1分别是与MAX232的9、10引脚相连，从而进

7、行串口通信，P3.2是和AD9851中的复位引脚（22）相连，P3.6、P3.7分别与AD9851的W_CLK、FQ_UD两个控制引脚相连，另外，还有单片机的第4引脚与一些阻容组件构成系统的复位电路，以及14、15引脚与外部的无源晶振构成系统振荡电路，还有16、38引脚是与电源相连接。以上即为AT89C52的引脚在本电路中的使用分配情况。4.2AD9851在系统中的应用模块由于AD9851是贴片式的体积非常小，引脚排列比较密，焊接时必须小心，还要防静电，焊接不好就很容易把芯片给烧坏。还有在使用中数据线、电源等接反或接错都很容易损坏芯片。此外，为了不受外界干扰，添