多功能波形发生器

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1、基于DDS的多功能波形生成器目录1．设计选题及任务22．相关背景以及现状的介绍22.1研究背景22.2国内外现状33．系统概述及硬件简介34.相关原理的概述34.1DAC单元34.2LCD单元54.3DDS单元64.3.1DDS原理分析64.3.2DDS基本结构64.3.3DDS原理84.3.4DDS技术特点125.波形发生器的软件设计145.1软件设计的原理145.2Matlab产生波形数据156.波形的生成结果1617嵌入式课程设计基于DDS的多功能波形生成器1．设计选题及任务设计题目：多功能波形发生器任务与要求：设计一个由Tivaclanuchpad控制的波形发生器。运用其控制

2、产生多种波形，这些波形包括方波、三角波、锯齿波、正弦波。然后在LCD上显示波形的菜单，通过菜单能够选择不同的波形。基本要求：1.产生方波、三角波、锯齿波、正弦波2.在LCD上显示波形的菜单3.通过菜单来实现对波形的选择。2．相关背景以及现状的介绍2.1研究背景任意波形发生器是一种能产生任意波形的信号源，它是近年来发展起来的一种信号发生器。区别于早先的函数波形发生器，任意波形发生器使用到了微处理器及数模转换器等数字器件。它不仅能完成函数波形发生器的功能产生正弦、三角、锯齿等基本波形，还提供了方便的波形设置方法以便产生用户所需要的任意波形。随着科技研究的不断深入和领域扩展，要求用电信号模

3、拟的信号更加复杂、多样。例如，通信的每一步发展，都要求不同的测试信号；而生物学上的研究，也常常需要使用神经信号和脑波信号等各种特别的电信号；材料科学、生命科学等诸多领域，都要求用任意波形发生器产生复杂的信号。另外，现代科技要求信号更加准确、逼真，而不仅仅满足于大体合适。因此，在不少测试方案和自动化系统的组成中，在信号源部分已明确指定为任意波形发生器。在电类和非电类的应用中，对这类仪器的需要都日益迫切。任意波形发生器目前主要有两种实现方法:一种是传统的任意波形发生器,但是由于采用的是模拟和模数混合的方法,限制了其频率稳定度,并且系统比较复杂。另一种是基于直接数字频率合成(DDS)技术的

4、任意波形发生器,采用这种技术的AWG具有很高的频率分辨率和快速的输出频率转换能力,17嵌入式课程设计基于DDS的多功能波形生成器并且输出频率范围宽。2.2国内外现状目前，市场上常见的任意波形发生器主要有普源RIGOL、优利德。从功能上看，普源的任意波形发生器比较完善，但价格偏高。其他厂家的任意波形发生器虽然也可以产生任意波形，但波形来源往往是较简单的波形合成，并不是真正意义上的“任意”波形。如今，虽然国内外的任意波形发生器研究上已经趋于完善，但实际运用上还存在不尽人意的地方。例如：有的可视化界面仅能显示文字数据，不能直接显示输出波形；有的任意波形数据的产生只能连接上位机获取；任意波形

5、编辑功能不够全面，仅能满足特定的场合。即使有较完善功能的任意波形发生器，但其高昂的价格却让人望而止步。当然，在高校中对于各种任意波形发生器的研制也有不少，例如东莞理工学院的可视化多功能DDS任意信号源，但其可视化也是建立在用Delphi来开发图形上位机软件的基础上的。3．系统概述及硬件简介随着科技的发展和现代科研的需要，信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具，但目前使用波形发生器大部分体积大，可靠性差，准确度低。因此为了实验研究方便，研制一种体积小、可靠性强、准确性高的波形发生器显得尤为重要。显示模块LCDUC1705方案总体设计框图Tivaclanuchpad电源模

6、块波形输出模块DAC7512按键模块图3.1.14.相关原理的概述4.1DAC单元DAC(DigitaltoAnalogConventer)17嵌入式课程设计基于DDS的多功能波形生成器数模转换器可以把处理器运算处理后输出的数字信号转换成模拟信号，完成对数字信号的复原工作。DA转换，即把数字信号转换为模拟信号输出。简单的说，就是把数字信号按照一定的参考电压转换成电压值输出。例如，12位分辨率时，数据0XFFF值对应满程参考电压，那么0x7FF就会输出半程参考电压。TM4C123G的DAC7512模块的控制位较多，可以满足多种输出需求TM4C123G没有自带的DAC（模数转换器），DY

7、-Tiva-PB板上扩展了一片DAC，并可用于任意波形发生器（AWG）。采用TI的12位DAC器件DAC7512，实现DAC及任意波形的产生。产生的信号可以在AWG端子上通过示波器观看，还可以通过PE2的ADC读入CPU，经过处理后显示在LCD上。DAC7512是一种低功耗、单电源、12位缓冲电压输出的数字到模拟转换器（DAC）。其内置的精密输出放大器允许轨到轨输出，接口为通用的三线串行SPI，兼容QSPI和DSP接口，时钟速率达30MHz。DAC7512