本科组 DDS可编程函数信号发生器.doc

可编程信号发生器 学 校： 电子科技大学中山大学 系 别： 电子信息学院 专业名称： 电子信息工程 学 生 姓 名： 吴彬勋 李泳超 殷雪仪 陈晓 主要联系人、邮箱： 861992967@ 组 别： 本科组 指导教师姓名、职称： 张正明（教授） 目 录 摘要 1 第1章 绪 论 2 1.1课题研究的意义与作用 2 1.2 DDS的研究现状及发展趋势 2 1.3 DDS的系统简介 3 1.3.1 DDS的基本原理 3 1.3.2 DDS的能特点 3 1.3.3 实现AD9850信号发生系统的方案 5 第2章 信号发生系统硬件设计 7 2.1 系统功能实现及需求分析 7 2.2 主要电路设计 8 2.2.1正弦信号产生模块设计 8 2.2.2 键盘扩展电路设计 9 第3章 信号发生系统软件设计 10 3.1 程序编写及调试 10 3.2 程序设计思路及部分模块测试程序 10 3.2.1 程序设计思路 10 3.2.2模块测试程序 11 第4章 系统参数性能测试及总结 12 4.1试验参数测试结果 12 4.2实验总结 16 附件1 PCB电路图 19 附件2 实物图 20 附录3 源程序清单 23 摘要 本系统以52单片机为控制核心，由正弦信号发生模块、方波信号发生模块以及测试信号发生模块组成。采用数控的方法控制DDS芯片AD9850产生1kHz－40MHz正弦信号,方波信号,三角信号，2PSK，LFM。另外，本系统从简单、调整方便、功能完备为出发点，基本实现了设计中的要求，波形输出较稳定，且精度较高。本设计还配备有键盘，提供了友好的人机交互界面。 软件部分应用单片机C语言实现了本设计的全部控制功能，程序使用模块化设计与最优化编程，由于系统资源丰富，还可方便的扩展其应用。 关键词：52单片机，AD9850，键盘，可编程，正弦信号,方波信号,三角信号，2PSK，LFM  第1章 绪 论 1.1课题研究的意义与作用 1971年，美国学者j.Tierney等人撰写的　A Digital Frequency Synthesizer-文首次提出了以全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。限于当时的技术和器件水平，它的性能指标尚不能与已有的技术相比，故未受到重视。近10年间，随着微电子技术的迅速发展，直接数字频率合成器（Direct Digital Frequency Synthesis简称DDS或DDFS）得到了飞速的发展，它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的姣姣者。具体体现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比。 1.2 DDS的研究现状及发展趋势 在频率合成（FS, Frequency Synthesis）领域中，常用的频率合成技术有模拟锁相环、数字锁相环、小数分频锁相环（fractional-N PLL Synthesis）等，直接数字合成(Direct Digital Synthesis－DDS)是近年来新的FS技术。单片集成的DDS产品是一种可代替锁相环的快速频率合成器件。DDS是产生高精度、快速变换频率、输出波形失真小的优先选用技术。DDS以稳定度高的参考时钟为参考源，通过精密的相位累加器和数字信号处理，通过高速D/A变换器产生所需的数字波形（通常是正弦波形），这个数字波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。如图1-1所示，通过高速DAC产生数字正弦数字波形，通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方波时钟信号。 DDS系统一个显著的特点就是在数字处理器的控制下能够精确而快速地处理频率和相位。除此之外，DDS的固有特性还包括：相当好的频率和相位分辨率（频率的可控范围达μHz级，相位控制小于0.09°）,能够进行快速的信号变换（输出DAC的转换速率300百万次/秒）。这些特性使DDS在军事雷达和通信系统中应用日益广泛。 其实，以前DDS价格昂贵、功耗大（以前的功耗达Watt级）、DAC器件转换速率不高，应用受到限制，因此只用于高端设备和军事上。随着数字技术和半导体工业的发展，DDS芯片能集成包括高速DAC器件在内的部件，其功耗降低到mW级（AD9851在3.3v时功耗为650mW），功能增加了，价格便宜。因此，DDS也获得广泛的应用：现代电子器件、通信技术、医学