正弦信号发生器毕业设计（论文）.docVIP

毕业设计（论文） 标 题： 正弦信号发生器设计 学生姓名： XXX 系 部： 计算机信息系 专 业： 电子信息工程技术 班 级： 电子331002 学 号： 4233100218 指导教师： XX 山西煤炭职业技术学院 2013年06月03日 摘 要 在21世纪的今天，信号发生器已经广泛地应用于雷达应用，通信系统的仿真与测试等国防、科研和工业领域。而随着社会的不断进步和科研的不断深入，对信号发生器的波形可编程性、波形的精度与稳定性等性能提出了更高的要求。基于DSP的信号发生器正是以其编程的高度灵活性，波形的高精度与高稳定性等特点而脱颖而出，具有极大的应用价值和广泛的应用前景。 该信号发生器主要由TMS320C5402和AT89S51两大部分组成。在DSP芯片上完成对波形的编程，在单片机上完成控制显示等功能，充分发挥芯片各自的优势。该信号发生器的硬件设计中TMS3205410和AT89S51采用主机接口HPI进行通信，DSP接受来自单片机的命令，根据频率控制字得到相位累加器的累加值，最后将相位累加器的结果高16位送地址线，到ROM表中取得正弦波的离散值，送到D/A转换器进行数模转换，得到所需要波形。 该信号发生器的软件编程主要采用模块化的设计思想，把程序细化成易于实现的小模块。编程的语言主要采用执行效率高的汇编语言，C语言和汇编语言混合使用的方式灵活的编写程序。 通过软硬件的联合调试最终产生正弦波，并成功的实现了其波形频率的可调性。 关键字：信号发生器，TMS320C5410,AT89S51,主机接口HPI 目 录 1绪 论 1 1.1 信号发生器简介 2 1.2 DDS的背景和意义 3 2 系统原理分析 4 2.1 正弦波的产生方法 4 2.2 频率合成技术分析 5 2.3 正弦波振荡器 3 高速微处理器 8 3.1采用高速的微处理芯片的解决方案 8 3.2 DDS的设计 10 3.3 DDS关键技术设计 11 4 硬件设计 13 4.1 芯片简介 13 4.2 整体电路设计 13 5 信号发生器的软件设计 19 5.1 软件总体设计 19 5.2 单片机控制部分程序设计 19 5.3 DSP和单片机的主机接口程序设计 20 6 系统性能测试及总结 24 6.1 测试结果 24 6.2 测试结果误差分析 25 参 考 文 献 27 致 谢 30 1绪 论 1.1 信号发生器简介 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。 1.1.1 国内外研究现状 19世纪80年代以前，信号发生器全部属于模拟方式，借助电阻电容，电感电容、谐振腔、同轴线作为振荡回路产生正弦或其它函数波形。频率的变动由机械驱动可变元件，如电容器或谐振腔来完成，往往调节范围受到限制，因而划分为音频、高频、超高频、射频和微波等信号发生器。随着无线电应用领域的扩展，针对广播、电视、雷达、通信的专用信号发生器亦获得发展，表现在载波调制方式的多样化，从调幅、调频、调相到脉冲调制。1980年以后，数字技术日益成熟，信号发生器绝大部分不再使用机械驱动而采用数字电路，从一个频率基准由数字合成电路产生可变频率信号。调制方式更加复杂，出现同相/正交调制至宽频数字调制。数字合成技术使信号发生器变为非常轻便、覆盖频率范围宽、输出动态范围大、容易编程、适用性强和使用方便的激励源。 目前，常用的信号发生器绝大部分由模拟电路或数字电路构成，体积和功耗都很大，价格也比较贵，已经无法满足高精度高稳定性能信号发生器的要求。随着微电子技术和计算机技术的发展，以DSP微处理器及 DSP软硬件开发系统(例如集成开发环境CCS)及配套产品为内容已形成了庞大并极具前途的高新技术产业，而可编程逻辑器件、SOPC等新技术的应用迅速渗透到电子、信息、通信等领域，这些为新型高性能高精度信号发生器的设计提供了可能，其中一种最有前途的技术就是直接数字频率合成技术。 信号源有很多种分类方法，其中一种方法可分为混和信号源和逻辑信号源两种。其中混和信号源主要输出模拟波形，逻辑信号源输出数字波形。混和信号源又可分为函数信号发生器和任意波形/函数发生器，其中函数信号发生器输出标准波形，如正弦波、方波等，任意波/函数发生器输出用户自定义的任意波形；另外，