数控智能函数信号发生器开题报告.doc

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1、附页：一、研究背景随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率、精度、多功能、自动化和智能化方向发展。在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信

2、号发生器。而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。信号发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。直接数字频率合成技术(DDS)是20世纪末迅速发展起来的一种

3、新的频率合成技术，它将先进的数字处理技术与方法引入信号合成领域，表现出优越的性能和突出的特点。由于DDS器件采用高速数字电路和高速D／A转换技术，具有频率转换速度快、频率分辨率高、相位噪声低、频率稳定度高等优点，此外，DDS器件很容易实现对信号的全数字式调制。因此，直接数字频率合成器以其独有的优势成为当今电子设备和系统频率源的首选器件。本文介绍了ADI公司出品的AD9850芯片，以单片机AT89S52为控制核心完成信号发生器的可行性设计方案。二、主要内容系统将信号发生器分四个模块进行设计：（1）信号产生部分：利用AD9850产生正旋信号；（2）外围电路：实现外围的

4、信号发生芯片和单片机之间的接口技术；（1）单片机程序：编写单片控制外围信号发生芯片的接口程序，实现单片机的函数信号输出功能，本信号发生器的功能如下：由单片机控制DDS芯片实现对输出信号频率/相位的调节,且可实现多种频率设定功能,具有跳频、点频、扫频工作模式；（2）频率显示模块：通过LED显示产生波形的频率。三、设计方案1、根据设计内容首先选择单片机、信号发生器等主要器件。然后进行单片机系统、信号发生电路系统、频率显示电路以及放大电路的设计。最后编写单片机控制外围信号发生芯片的接口程序实现单片机的函数信号输出功能，总体的设计结构图如图1所示。独立式键盘89S52单片

5、机LCD显示放大电路AD9850波形选择相位的调节波形输出频率调节图1系统结构图主要模块简介：（1）AD9850：AD9850内含可编程DDS系统和高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成。可编程DDS系统的核心是相位累加器，它由一个加法器和一个N位相位寄存器组成，N一般为24～32。每来一个外部参考时钟，相位寄存器便以步长M递加。相位寄存器的输出与相位控制字相加后可输入到正弦查询表地址上。正弦查询表包含一个正弦波周期的数字幅度信息，每一个地址对应正弦波中0°～360°范围的一个相位点。查询表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动DAC以输出模式量。

6、（2）单片机部分：AT89S52是一种低功耗、高性能的CDMOS8位单片机。它带有8KFlash可编程和擦除的只读存储器（EPROM），该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造，与工业上标准的80C51和82C52的指令系统及引脚兼容，片内Flash集成在一个芯片上，可用于解决复杂的问题，且成本较低。AT89S52提供了8K字节Flash，256字节RAM，32根I/O口线，3个16位定时器/计数器，6向两极中断，一个双工串行口，片内根据振荡器和时钟电路等标准功能。此外，AT89S52设有静态逻辑，并支持软件选择的两种节电运行方式、空闲方式使CPU停止工

7、作，而允许RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统继续工作。（3）显示部分：用液晶屏12864对频率显示，本设计采用12864液晶显示屏显示，12864液晶显示屏是单片机应用系统自常用的输出器件。12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为12864,表示横向可以显示128个点，纵向可以显示64个点，内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点

8、阵的汉字。