DDS的设计与制作毕业设计论文.doc

目录 1、绪论………………………………………………………………………… 2、方案论证(规划、选定) …………………………………………… 3、方案说明(设计) ……………………………………………………… 4、硬件方案设计………………………………………………………… 5、软件方案设计………………………………………………………… 6、调试……………………………………………………………………… 7、技术小结(结束语) ………………………………………………… 8、参考文献………………………………………………………………… 9、附录(源程序代码、电路图等)………………………………………… , 经常要用一些信号作为测量基准信号或输出信号。随着科学技术的发展, 现代电子测量对信号源频率准确度和稳定度的要求越来越高。例如在无线电通信系统中, 蜂窝通信频段在 912MHz 并以 30kHz 步进。为此,信号频率稳定度的要求必须优于 10-6 。作为电子系统必不可少的信号源, 在很大程度上决定了系统的性能,因而常称之为电子系统的“心脏”。传统的信号源采用振荡器, 只能产生少数几种波形, 自动化程度较低, 且仪器体积大, 灵活性与准确度差。而现在要求信号源能产生波形的种类多、频率高,而且还要体积小、可靠性高、操作灵活、使用方便及可由计算机控制。为此可采用直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesizer ,简称 DDS) 技术,把信号发生器的频率稳定度、准确度提高到与基准频率相同的水平, 并且可以在很宽的频率范围内进行精细的频率调节。采用这种方法设计的信号源可以工作于调制状态,可对输出电平进行调节,也可输出各种波形。 2、方案论证方案一: 一块 DDS 芯片中主要包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器三个部分(如 Q2220 )。频率控制寄存器可以串行或并行的方式装载并寄存用户输入的频率控制码;而相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加,得到一个相位值;正弦计算器则对该相位值计算数字化正弦波幅度(芯片一般通过查表得到)。 DDS 芯片输出的一般是数字化的正弦波,因此还需经过高速 D/A 转换器和低通滤波器才能得到一个可用的模拟频率信号。所以刚开始设计时准备分为几个模块来做, 包括:相位累加器存储器 DAC 转换器以及低通滤波器。然后再将它们组装在一起,但是有许多知识不是很懂,并且 DDS 并不是它们几个模块简单的组合,所以就放弃了。方案二: 直接利用单片机来控制 DA 转换芯片 DAC0832 ,并通过 MAX7219 芯片来使 7段4位数码管显示频率的方法来模拟 DDS ,此方法简单可行,让人看了一目了然。 3、方案说明本设计采用结构简单价格低廉基于51核心的STC89C5 2八位单片机作为控制核心。通过单片机的控制,可完成信号抽样信号合成,调节和显示信号参数功能。在系统时钟的驱动下,51单片机有序地进行对波形表的查询取数并送 DA转换对显示芯片的刷新以及对按键的扫描。完整的电路图原理见附录。 DAC0832 是具有 8位分辨力的电流输出型 D/A 转换器,由于其片内有输入数据寄存器,故可以与单片机直接相连。在电流输出需要转换为电压输出的场合,可外接运算放大器来实现。DAC0832 的电流建立时间为 1us ; 数据输入可采用双缓冲单缓冲或直通方式;逻辑电平输入与 TTL 电平兼容;单一电源供电( +5V- +15V );功耗低,约为 20mW ,由于它价格低廉,与单片机接口简单,控制容易,所以在实际系统中被广泛应用。 MAX7219 是一个专用的数码管扫描器件,只需一次性从单片机以串口方式接收数据,便可自动对数码管进行动态扫描,显示该数据。 LM324 为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。 4、硬件方案设计 DDS 基本原理一个完整的 DDS 有相位累加器加法器波形存储器 D/A 转换器低通滤波器组成。其组成原理框图 1所示。在电路板上焊接的模块见图 2,有 5个模块,包括控制部分单片机驱动部分显示部分转换部分。 51单片机 DAC0832 模拟信号 MAX7219 数码管按键图2系统硬件结构框图 5、软件方案设计图3软件流程图用专门的编译软件 Keil 对程序进行编译,编译无误后。并让其生成 HEX 文件,按照软件流程图在仿真软件 Proteus 上进行仿真,把各个元器在仿真软件中找出来,再将它们连接起来,连接完毕后将生成的 HEX 文件加载到单片机中。开始系统初始化功能选择正弦波发生模拟调制数字调制键盘设置与调整波形工作 6、调试本次课程设计做的是相当的崎岖坎坷,首先是程序,太难写了,大部分都是网上的资源。但是我都把它弄明白了,在把程序弄懂之后,用编译