基于ad9850的信号发生器的设计

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1、摘要本设计使用51单片机对DDS芯片进行控制，利用DDS造波的方法产生需要的正弦信号，用户可以根据需要对芯片设定一个频率值或相位值，通过单片机传输芯片控制字对芯片输出的频率和相位进行调节，达到用户所需要的信号，本设计采用模块化设计的方法，不同的模块为实现不同的功能而设计，总体由单片机控制协调工作。利用51单片机控制DDS芯片造波，具有如下优越性：1，造价低廉，51单片机应用广泛，价格低廉，比较容易购买，DDS芯片价格较单片机稍高，但与价格成百上千的成品信号发生器相比，本设计经济优势显著，2，电路简单，本设计利用单片机进行数字化控制，外围

2、元件较少。3，频率控制准确高效，数字化控制的最大优点即控制准确，分辨率高，响应快。关键词：DDS51单片机数字控制-13-目录摘要i目录ii绪论-1-第一章工作原理-2-1.1DDS工作原理-2-第二章电路设计-3-2.1设计思路-3-2.2元件选型-3-2.3系统总体框图-3-第三章元器件介绍-4-3.1STC89C52RC单片机-4-3.2AD9850芯片-5-3.3液晶（LCD1602）介绍-7-第四章调试-8-4.1硬件调试-8-4.2软件调试-12--13-绪论信号发生器使一种能产生所需要信号的一种仪器。首先，信号发生器可以分

3、为通用和专用两大类，专用信号发生器主要是为了某种特殊的测量目的而研制的，如电视信号发生器、编码信号发生器等。其次，信号发生器按输出波形又可分为正弦波形发生器、脉冲信号发生器、函数发生器等。再次，按其产生频率的方法又可分为谐振法和合成法两种。一般传统的信号发生器都采用谐振法，即用具有选择性的回路来产生正弦振荡，获得所需的频率。但也可以通过频率合成法来获得所需的频率，利用频率合成技术制成的信号发生器，通常被称为合成信号发生器。目前国内生产的波形发生器大部分是利用分立元件及模拟集成电路构成的转换量程靠手动来实现，不仅体积大而且可靠性和准确度很

4、难进一步提高。-13-第一章工作原理1.1DDS工作原理直接数字频率合成器的基本原理：DDS是利用采样定理，根据相位间隔对正弦信号进行取样、量化、编码，然后存储在EPROM中构成一个正弦查询表，通过查表法产生波形，它是由参考时钟、相位累加器、正弦查询表和D/A转换器组成。如下图所示：图1.1直接数字频率合成原理框图相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成。每来一个时钟脉冲，N位加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送至累加寄存器的输入端。累加寄存器一方面将在上一时钟周期作用后所产生的新的相位数据反馈

5、到加法器的输入端，以使加法器在下一时钟的作用下继续与频率控制数据相加；另一方面以相加后的结果形成正弦查询表的地址，取出表中与该相位对应的单元的幅度量化正弦函数值，作为取样地址值送入幅度/相位转换电路。这样就可把存储在波形存储器内的波形抽样值经查表查处，完成相位到幅值转换。波形存储器的输出送到D/A转换器，D/A转换器将数字量形式的波形幅值转换幅值转换成所要求合成频率的模拟量形式信号。图1.2相位累加器原理图-13-由此可以看出，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位。当相位累加器加

6、满量时就会产生一次溢出，溢出频率就是DDS输出的信号频率。第二章电路设计2.1设计思路根据创新实验设计要求，采用DDS芯片实现设计内容。本设计采用模块化思想，即将不同功能器件分别做成不同模块，以排线进行连接。根据功能要求，共分为四大模块：输入模块、输出模块、造波模块和控制模块。其中输入模块为矩阵键盘，输出模块为LCD1602液晶显示屏。控制模块由单片机、晶振电路和复位电路以及电源开关、指示灯构成单片机最小系统板，造波模块是采用AD9850模块产生波形。这四个模块可以全部焊在同一个板子上。2.2元件选型单片机选用STC公司生产的STC89

7、C52RC单片机。DDS芯片选用AD9850芯片，液晶选用LCD1602，矩阵键盘选用3*4矩阵键盘。2.3系统总体框图本系统结构以单片机为核心，三大功能模块为主干，总体框图见下：图2.1系统总体设计框图2.4主程序流程图-13-图2.2主程序流程图-13-第三章元器件介绍3.1STC89C52RC单片机STC89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回

8、路中构成并联振荡电路，对外接电容C1、C2虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器的稳定器、起振的难易程度及温度稳定性，这里选择使用石英晶体，我们的电容使用30PF。单片机引