基于DDS技术的交流信号发生器设计报告

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1、基于DDS技术的的信号产生器设计报告目录摘要2第一章、背景31.1题目要求31.2选题背景3第二章、基本原理及元件42.1设计环境42.2DDS原理42.3AD9851芯片功能原理42.4系统结构设计5第三章、系统设计73.1单片机与AD9851的连接73.2信号处理模块电路设计9第四章、实验总结与心得体会15附录：单片机代码16摘要：本设计是根据直接数字频率合成(DDS)原理，由AD9851为核心的DDS模块和单片机ADUC7026为核心的按键LCD显示控制模块、滤波模块等构成的DDS函数信号发生器，该系

2、统可输出正弦波、方波、三角波和锯齿波，主要思路是由单片机控制芯片AD9851产生固定频率的正弦波，然后通过外部电路进行滤波和整波，分别得到相应频率的方波、三角波和锯齿波。设计过程主要通过软件Multisim11.0设计与仿真。关键词：信号发生器；直接数字频率合成；AD9851芯片；ADUC7026单片机背景一、题目及要求：1.计并实现一个由AD9850或AD9851为核心的DDS模块和单片机为核心的按键LCD显示控制模块、滤波模块等构成的DDS函数信号发生器。基本功能：a、产生波形：正弦波、方波、三角波、锯

3、齿波b、频率范围：正弦波为1Hz～10MHz，其它波形为1Hz～1MHz　c、频率分辨率0.1Hzd、幅度范围：20mVp-p～10Vp-p；e、可测试外部输入信号的频率。频率测量范围：1Hz～100MHz；输入信号幅度：100mVp-p～10Vp-p扩展功能：a、方波可实现波形占空比可调　b、可实现其它更多波形；用户自定义波形的输入与产生c、可实现波形的定频、扫频、2PSK、ASK和FSK等d、提高所设计实现的波形发生器与频率计的量程与精度e、其他功能与性能。2.用C51语言对设计进行描述，并下载到实验板

4、上调试成功。3.按照设计流程，写出设计性实验报告（包括设计环境、硬件电路框图、主要芯片介绍），画出程序流程框图，并打印有注释的源文件。并谈谈此次实验的收获、感想及建议。二、选题背景：信号发生器是我们平时做实验时必不可少的器件之一，一台好的信号发生器能为我们做实验带来很多方便。但是当我们在使用信号发生器的时候，几乎没有人去思考它的工作原理，更是有很少人想过要亲自做一个信号发生器出来。市场上一台信号发生器要几百元到几千元不等，而不同价格的波形发生器性能也会有很大的差异，波形发生器的性能会受哪些因素的影响也是一个

5、值得我们去思考的问题。因此，我们组选择这个题目，希望利用我们已学到的知识，亲手做一个信号发生器，同时，也更深一步的探索信号发生器的工作原理。第二章、基本原理及元件1、设计环境：由AD9851为核心的DDS模块和ADuC7026单片机为核心的按键LCD显示控制模块、滤波模块等构成DDS函数信号发生器。2、DDS原理：图1.DDS原理框图DDS即直接数字频率合成器（DirectDigitalSynthesizer），是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。一个直接数字频率合成器又相位累加器、加法器、

6、波形储存ROM、D/A转换器和低通滤波器（LPF）构成。其原理框图如图1所示：3、AD9851芯片功能原理：图2.AD9851引脚图AD9851采用CMOS工艺，其功耗在3.3V左右供电所仅为155mW,采用28脚SSOP表面封装形式，其引脚图如图2所示：AD9851芯片的内部组成原理如下图3，虚线内包含了AD9851的主要组成部分。图3.AD9851组成原理图AD9851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

7、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。相位寄存器每过2N/M个外部参考时钟后返回到初始状态一次，相位地正弦查询表每消费品一个循环也回到初始位置，从而使整个DDS系统输出一个正弦波。输出的正弦波周期To=Tc2N/M，频率fout=Mfc/2N

8、，Tc、fc分别为外部参考时钟的周期和频率。4、系统结构设计硬件部分只要实现对信号的采集、处理、输出以及按键参数的设置和波形参数的显示，其结构框图如下图4：图4.硬件结构框图软件部分主要实现对芯片AD9850的控制，其结构框图如下图5：图5.软件结构框图第三章，系统设计采用单片机控制AD9851产生正弦波，外围积分电路改变波形，幅值及占空比，最后由单片机选择输出波形的方法进行设计。单片机不断扫描键盘，可通过键盘控