基于STM32F103VET和AD9850的信号发生器
基于AD9850的跳频信号发生器设计
O 引言
跳频通信技术 因其优 良的抗干扰性能和多址组网性能 , 在军事通信中得到 了广 泛的应用 。跳频通信 系统 的抗 干扰 能力取决 于系统的频率 跳变速度 。较 高的跳频 速率及 较短 的稳定 时间可以有效地抑制干源自并 高速 的进行数据传输 , 因
D S的频率 分辨率 为 : D
厂。 /N = 2
() 2
2 D) I s芯片 A 95 D 8 0的概 述
2 1 A 95 . D 8 O的工作原理
A 8 0 A 公司采用 先进 的 D S技 术 , 1 9 D95 是 DI D 于 9 6年 推 出的 高集 成 度 D S频 率 合 成 器 。AD 8 0采 用 先 进 的 D 95 C S工艺 , 3 3 MO 在 .V供 电时 , 功耗仅 为 1 5 , 5 mw 扩展工业级 温度范围为 一4 ℃ ~ +8 ℃ , 封装 是 2 0 5 其 8引脚 的 S 0 S P表 面封装 。A 8 0 口控 制简单 , 以用 8位并 行 口或 串行 D95 接 可 口直接输 入频 率 、 位 等控 制 数据 。3 相 2位频 率 控 制字 , 在 15 z 2 MH 时钟下 , 出频率分辨率达 0 0 9 Hz 输 .2 1 。
频率 控制字 W 的关 系为 :
f = ×W /N o 2 () 1
器 , 由一个 加法器和一个 N位相位 寄存器构 成 , 每个 时 它 在 钟脉 冲输入时 , 相位寄存器 的值 就增 加一个步长的相位增量
值 M, 其输出与相位 控制 字相 加后 作为 正 弦查找 表 的查 找
收稿 日期 :0 6 8 8 第一作 者 20 —0 —1
A 8 0可产生一个频谱纯净 、 D95 频率 和相位都 可编 程控 制 的 模拟正弦波输 出。此正 弦波可直 接用 作频率信 号 源或转 换
一种基于AD9850的信号发生器的设计
第25卷第4期2006年12月武 汉 工 业 学 院 学 报Journal of W uhan Polytechnic University Vol 125No 14Dec 12006 收稿日期:2006207216作者简介:张旭(1981-),男,河南省新乡市人,研究生。
文章编号:1009-4881(2006)04-0042-03一种基于AD9850的信号发生器的设计张 旭,孔令艳,周 龙(武汉工业学院电气信息工程系,湖北武汉430023)摘 要:介绍了由AD9850作为核心部件,MCS51单片机作为控制部件的信号发生器。
该系统体积小、稳定性好、精度高,适用于尖端的通信系统和精密的高精度仪器以及高频无线传输系统等。
关键词:直接数字频率合成技术;AD9850;单片机中图分类号:TP 335;TP 36811 文献标识码:A0 引言在频率合成领域中,常用的频率合成技术有模拟锁相环、数字锁相环、小数分频锁相环等,而随着数字技术的飞速发展,高精度大动态范围数字/模拟转换器的出现和应用,使得用数字控制方法从一个标准参考频率源产生多个频率信号的技术,即直接数字合成(D irect D igital Synthesis 2DDS )技术异军突起,成为近年来频率合成领域中的主流技术。
由于DDS 频率合成方法具有低失真输出波形、高分辨率、高频谱纯度、可编程和宽频率输出范围等优良性能,在现代频率合成领域中具有越来越重要的地位。
在许多应用领域中,如通信、导航、雷达等,DDS 频率源已成为主流的关键部件。
其主要优点有:①频率转换快,DDS 频率转换时间一般在纳秒级;②分辨率高,大多数DDS 可提供的频率分辨率在1Hz 数量级,有的则可达0.001Hz;③频率合成范围宽;④相位噪声低,信号纯度高;⑤相位可控:DDS 可方便地控制输出信号的相位,在频率变换时也能保持相位联系;⑥生成的正弦/余弦信号正交特性好等。
因此,利用DDS 技术特别容易产生频率快速转换、分辨率高、相位可控的信号,这在电子测量、雷达系统、调频通信等领域具有十分广泛的应用前景。
基于AD9850的DDS信号发生器系统设计与实现
! 中国有线电视"!"#$ 年第 ## 期
图 36系统总体结构框图
#4!是 两 部 分' 键 盘 和
-%*#5"! 数码管&由键盘输入相应的信号&经过合成 的信号&再通过当前值作为实参作为执行指令* 在指 令作用 下& 通 过 ;,c3!<#"3 的 [# 口 传 输 给 )*19$" 的 )<%环&通过输入程序模块将数据经过 [34" 口传 给相应寄存器&形成设定好的信号* #436输出信号调整电路
C?引言 ##$ **; 技术概述 传统 **; 参考频率源的标准是由累加器+波形存
储器+)*8*)+低通平滑滤波器组成* 在时钟脉冲的 控制下&相位累加器常用在反馈电路上&生成的信号反 馈给比较器&由 )*切换传输过来的电平&在低通滤波 器去除杂 波 后& 筛 选 出 合 适 的 波 形& 得 到 3! 位 的 波
图 #6整体设计框图
来改变控制字 e&其累加相位值作为地址以读取存储 器的值&由 *b)进行转换&然后过滤&得到所需的波形 # 如图 ! 所示$ * 因为 **; 频率带宽允许在很短的过 程完成转换&一般不会超过 3" "P&就是说可以做出分 辨率为 "4""" # &L信号发生器* 另外&为了便于输出 连续频率和振幅&可以通过软件程序进行编程来实现*
**; 基本工作原理利用奈奎斯特定理&将输入的 数据由累加器顺序排好之后&当做是寻址地址&然后取 多组数据&对数据进行采样+组合+分析&而后输出* 由 于高阶谐波无法全部筛选&通过时钟信号驱动 **; 工 作&利用频率控制多个累加器&由 _:c正弦查表合成 所需要的波形* 累加器和 _:c都需要时钟信号提供 驱动指令才可以工作* 将生成的波形和峰值增量的数 字信号相对比&由数模转换和滤掉没有用的杂波&即可 输出模拟波形* 34!6)*19$" 简介
基于AD9850的全数控函数信号发生器设计
一种基于AD9850的全数控函数信号发生器设计引言 (2)1问题的提出 (2)一、产品的调研 (2)二、简介 (3)三、项目的功能定义 (3)四。
产品的适用人群及使用要求 (3)五、产品的关键技术点 (3)AD9850简介 (4)AD9850原理 (4)控制字与时序 (5)简介 (5)1系统设计方案 (7)2 DDS的基本原理 (7)3硬件电路设计 (8)3.1DDS信号产生电路 (8)3硬件电路设计 (8)3.1DDS信号产生电路 (8)3.2键盘输入接口及LCD接口电路 (9)3.3信号幅度数控预置电路 (10)3.4积分电容自动切换控制电路 (11)2单片机与AD9850的接口 (11)3系统设计 (12)3.1输入 (12)3.2输出 (12)3.3算法 (12)结束语本 (12)4系统软件设计 (14)4.1主程序 (14)4.2键盘扫描子程序 (15)4.3信号频率数字预置子程序 (15)5结束语 (16)4结论 (18)引言信号源是电子产品测量与调试、部队设备技术保障等领域的基本电子设备。
随着科学技术的发展和测量技术的进步,普通的信号发生器已无法满足目前日益发展的电子技术领域的生产调试需要。
而DDS技术是一种新兴的直接数字频率合成技术,具有频率分辨率高、频率切换速度快、切换相位连续、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化易于集成、体积小、重量轻等优点,因而在雷达及通信等领域具有广泛的应用前景。
本作品设计由AD9850作为核心部件,STC89C52RC单片机作为控制部件的信号发生器。
该系统体积小、稳定性好、精度高,适用于尖端的通信系统和精密的高精度仪器以及高频无线传输系统等。
一、问题的提出正弦信号源在实验室和电子工程设计中有着十分重要的作用,而传统的正弦信号源根据实际需要一般价格昂贵,经调查发现高频的信号发生器价格都是高的吓人,而且低频输出时性能不好且不便于自动调节,工程实用性较差。
本文的设计以较低的成本制作正弦信号发生器,可用作核磁共振中引发磁场测量仪的激励一般的正弦信号,也可作为调制用的教学演示信号源。
基于STM32和AD9851的多功能信号发生器
3.2 FSMC简介
3.2.1 FSMC型号
在STM32中,FSMC拥有四种型号,主要是根据闪存存储器的容量进行区分,不同的型号对应不同的处理器。闪存存储器的容量在16k-32k之间的称为小容量产品,闪存存储器的容量在64k-128k之间的称为中容量产品,闪存存储器的容量在256k-512k之间的称为大容量产品。最后还有一种特殊型号是互联型,主要针对于STM32F105XX和STM32F107XX系列的微控制器。
⑥每一个存储器块都有独立的片选控制、每一个存储器块都可以独立配置。⑦时序可编程以支持各种不同的器件。⑧等待周期可编程(多达15个周期)、总线恢复周期可编程(多达15个周期)。⑨输出使能和写使能延迟可编程(多达15周期)、独立的读写时序和协议,可支持宽范围的存储器和时序。
2.3按键方案
本应用系统需通过按键来完成功能的选择,包括波形的选择和频率值得选择。
方案一,按键模块采用矩阵式键盘电路,矩阵键盘电路当今使用最为广泛的按键电路。矩阵式键盘电路的电路复杂程度高,软件编写和识别较为困难。它的驱动方式主要是利用不同的I/O口分别作为键盘的行线和列线,在行线和列线的交叉点上设置为按键。这种方法提高了I/O口的使用效率,但也相应的增加了电路和软件编程的复杂程度,由于本系统所需按键较少,如果使用该方案,会造成大量资源浪费。
一种基于AD9850的超声波信号发生器
分析, 验证 了此 长 度 的情 况下 可计 算得 到沉积 物
的声速 、 声衰 减等 声学 特性参 数 。在沉 积物声 学特性 的
1 A 95 D 8 0芯 片介 绍
A 95 D 8 0是 美 国 AD公 司推 出的一 款低 功耗 、可编
Hv r u isP e ma is& S asNo9 2 2 dal nu t c c el / . .01
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 中范 围 的一个 相 位 点 。查询 表 把输 入 地 址
O 引 言
目前 , 底沉 积物 声 学特 性 的实 验 室研 究 。 海 主要 采 用 超声 波 透射 法 测量 海 底沉 积物 柱 状样 品 的穿 透 时间
本文以 A 95 D 8 0为 频率 合 成器 , 以单 片机 为 主控 制 核 心 , 计 了一个 超声波 信号发 生器 。通 过对实 验结 果 的 设
2 8
【] 蒋 炎 坤 .F 辅 助 发 动 机 工 程 的 理 论 与 应 用 【 . 京 : 学 2 CD M】 北 科
出版 社 .0 4 20.
【】 苏 铭 德 , 素 逸 . 算 流 体 力 学 基 础 [ 】 京 : 华 大 学 出 版 3 黄 计 M. 北 清
社 .9 7 19 .
[ 吴 望一 . 力 学 [ . 京 : 京 大学 出版 社 ,04 4 ] 流体 M】 北 北 20.
文 献
[】 施 准 备 , . 于 C D 数 值 模 拟 的水 泵 机 组 振 动分 析 [. 力 5 等基 F J水 ]
基于AD9850芯片的信号发生器
目录1 DDS介绍 (3)2 AD9850简介 (4)2.1芯片性能 (4)2.2AD9850的控制字及控制时序 (5)2.3管脚定义 (6)3 硬件部分 (6)3.1基于AD9850的模块原理图 (6)3. 2硬件电路设计 (7)3.软件部分 (8)4.1软件部分设计 (8)4.2参考程序 (9)5结语 (18)6参考文献 (18)基于AD9850芯片的信号发生器的研究摘要:基于直接数字频率合成(DDS) 原理,利用AT89C52 单片机作为控制器件,采用AD9850型DDS器件设计一个信号发生器。
给出了信号发生器的硬件设计和软件设计参数,该系统可输出正弦波、方波,且频带较宽、频率稳定度高,波形良好。
该信号发生器具有更强的市场竞争力,在跳频技术、无线电通信技术方面具有比较广阔的发展前景。
关键词:信号发生器;直接数字频率合成;AD9850 芯片;A T89C52 单片机Abstract: On the basis of direct digital synthesis (DDS) principle, a signal generator was designed, using AT89C52 single chip ma-chine as the control device and adopting AD9850 type DDS device. Hardware and software design parameters were given. The sys-tem can output sine wave, square wave with wide frequency band, high frequency stability and good waveform. The signal generatorhas stronger market competitiveness, with wider development prospect in frequency modulation technology and radio communica-tion technology fields.Key words: signal generator; direct digital synthesis; AD9850; AT89C521 DDS 介绍1971年,美国J. Tierney 等人撰写的A Digitai Frequency synthesizer.一文首次提出了一全数字技术,从相位概念发出合成所需波形的一种新原理。
基于单片机及AD9850的正弦信号发生器设计说明书
陕西理工学院毕业设计[摘要]本设计使用51单片机对DDS芯片进行控制,利用DDS造波的方法产生需要的正弦信号.用户可以根据需要对芯片设定一个频率值或相位值,通过单片机传输芯片控制字对芯片输出的频率和相位进行调节,达到用户所要求的信号。
本设计采用模块化设计的方法,不同的模块为实现不同的功能而设计,总体由单片机控制协调工作。
利用51单片机控制DDS芯片造波,具有如下优越性:1.造价低廉。
51系列单片机应用广泛,价格低廉,比较容易购买,DDS芯片价格较单片机稍高,但与价格成百上千的成品信号发生器相比,本设计经济优势显著。
2.电路简单。
本设计利用单片机进行数字化控制,外围元件较少,仅需辅以少量的阻容元件用于电流电压匹配控制以及滤波电路既可。
3.频率控制准确高效。
数字化控制的最大优点即控制准确。
本设计选用的DDS芯片内置32位高速数模转换器,分辨率高,响应快。
[关键词]51单片机;DDS造波;频率;The Design of Sinusoidal Signal Generator Based on SinglechipFan Pengxing[Abstract]: The design use 51series’ singlechip to control DDS chip’s ing DDS method to produce sine signal.The user can set a frequency or phase value freely.To achieve the user request signal,the singlechip need sending a control word to DDS chip,which determines the frequency and phase values.This design uses the modular design method, different modules designed for different functions.Singlechip responsible for coordination of all work.The benefits of DDS method to produce sine signal as follows:1.low cost. The 51 series’singlechip’s application are range,so they have low price and are easy to purchase.The price of DDS chip is slightly higher than singlechip.but to compare with the commodity signal generator which values hundreds even thousands,the advantages of this design is obvious.2.Simple circuit..Benefits which digital control takes is Peripheral element is less.It’s only need a few capacitance and resistance element for crrent and voltage matching and filter.3.Frequency control is accurate and efficient.Frequency control is accurate and efficient.This design using DDS chip with 32 bit high speed D/A converter,which has a high resolution, fast response.[Key words]: 51 singlechip;DDS method to produce signal;Frequency;第 1 页共 64 页目录The Design of Sinusoidal Signal Generator Based on Singlechip (1)引言 (4)1 绪论 (5)1.1单片机在函数信号发生器中的应用 (5)1.2发展现状 (5)1.3项目可行性研究 (5)1.4设计任务和要求 (6)2.方案及工作原理 (6)2.1方案设计 (6)2.1.1方案一 (6)2.1.2 方案二 (6)2.1.3 方案三 (6)2.1.4 方案四 (6)2.2DDS工作原理 (7)2.3DDS移相原理 (7)3.电路设计 (8)3.1设计思路 (8)3.2元件选型 (8)3.3系统总体框图 (8)3.4STC89C52RC单片机 (9)3.5AD9850芯片 (10)3.5.1 AD9850芯片简介 (10)3.5.2 AD9850工作方式介绍 (11)3.5.3相位控制字的计算 (11)3.61602LCD显示屏 (12)3.6.1液晶概述 (12)3.6.2接口信号说明 (12)3.6.3 1602地址说明 (13)3.6.4 1602指令码说明 (13)3.6.5 1602LCD写操作时序图 (13)3.7低通滤波器的设计 (14)3.7.1低通滤波器 (14)3.7.2低通滤波器的选型 (14)3.7.3低通滤波器的设计 (14)3.8总电路原理图 (16)3.9硬件调试 (16)3.10参数测量及误差分析 (20)3.10.1参数测量 (20)3.10.2误差分析 (20)4.软件设计 (21)4.1主程序流程图 (21)4.2源程序 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)附录A:文献原文 (26)附录B:外文文献翻译; (34)附录C:电路原理图 (41)附录D:元器件清单表。
基于AD9850的正弦信号发生器
实测频率/ z H k
注: 每一标称值测量5 次
4 93 .9
10 1 .0
平均值
/H z k 99 98
.9 95
稳定度
/ %
4 92 .9
10 2 .0
0 0 17 .0 6
09 8 .9 5
10 1 0 0.
00 1 .0 5
0. 1 0
1 0 0 . 1 0 3 0 0 1 1 1 0 0 2.
1 ’ 1 0 . 此可以看出, 0 一 0 量级 由 - - 利用 DS D 专用芯片实
现信号发生器设计,具有结构简单、成本低、频率输出 范围大及稳定度高等特点, 克服了传统设计方案输出频 率不稳定的缺点, 有很好的应用价值 .
表 1 信号发生器频率输出测试记录 标称值
/ Hz k
曰、 J 心. 1
两路正弦波分别接人 C 4 1 D0 的通道中 . 5 用单片机来控制 其输出, 输出得到的是 AK或PK S S 信号, 信号的选择由
按键控制 .
图 2 软件流程图
4 结束语
信号发生器测试数据见表 1 ,系统频率稳定度达到
3 软件设计
软件流程如图 2 所示 . 系统软件由两部分组成: A9 0 D8 控制和键盘显示模块 . 5 首先对 A 95 进行初始 D80
的信号 .
计' 8 内 可 程DS 统 高 较 能 现 [A90 含 编 D 系 和 速比 器, 实 ] 5 . D
全数字编程控制的频率合成 . 可编程 D S D 系统的核心是相 位累加器, 它由一个加法器和一个 N位相位寄存器组成,
N一般为2一2每来一个外部参考时钟, 4 3. 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 输人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- 二 0 0范 3 6 围的一个相位点 . 查询表把输人地址的相位信息映射成正
基于AD9850的脉冲信号发生器的研究与设计
Re s e a r c h a nd De s i g n o f Pu l s e S i g n a l Ge n e r a t o r Ba s e d o n AD9 8 5 0
芯片AD 9 8 5 0 j  ̄ 行性 能分析 , 同时引入切 比雪夫滤波电路 , 以此输 出质量高 、 频率宽的矩形脉冲信号 。经实验测量后 , 可输出
标准波形 的矩形脉 冲, 且误差在要求 范围之 内, 设计 可行 。 关键词 A D 9 8 5 0 芯片 ; 切 比雪夫滤波电路 ; 矩形脉 冲
J I N S i t i n g LV S h a n LUO We i we i NI U Wa 2
( 1 . D a l i a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y , Da l i a n 1 1 6 0 2 8 ) ( 2 . S c h o o l o f I n f o r ma t i o n , C e n t r a l U n i v e r s i t y o f F i n a n c e a n d E c o n o m i c s , B e i j i n g 1 0 0 0 8 1 )
金 巳婷 吕 闪 罗魏魏 牛
( 1 . 大连交通 大学 摘 要
娃
1 0 0 0 8 1 )
大连 1 1 6 0 2 8 ) ( 2 . 中央财 经大 学信 息学 院 北京
基于 目前对脉 冲合 成技 术的要求越来越高 , 论文提 出一种 矩形脉冲信号发 生器 的设 计 , 对电路 中的主要模 块
基于AD9850多波形发生器的设计
为了给后端电路提供一个理想信号,一般用信号发生器所产生的的信号来替代前端电路的实际信号。为了可以方便的在各种不同条件下所需的不同特性信号,就需要一个特征参数可以被认为设定的信号源。这样的信号源对于产品的研发和日常学校的电路实验很有成效。我们可以通过测量出的信号进行比对,以此来确定电路的特性和功能是否达到了所需的标准和要求
DDS技术的波形发生器的特点有以下几个:输出频率稳定、准确、波形输出质量好、输出频率范围可观。以上几个特点都是波形发生器值得我们去研究的一个重要方向。DDS作为一种较为先进的频率合成技术,它相较其他波形发生器比较容易通过程序来控制,且其相位连续,输出频率稳定度高、分频率高。
1.3 DDS技术的发展历程和研究现状
自20世纪80年代以来各国都在研究DDS产品,并广泛的应用于各个领域。DDS技术具有集成度高、芯片体积小、稳定度好、分辨率高等优点,同时有着两个缺点:一个是带宽较小,二个是杂散大。杂散大的原因是因为D/A转换过程中的量化误差和非线性误差造成的以该技术为核心的生产的波形发生器不仅可以产生传统波形发生器的能产生的正弦波、方波、三角波、锯齿波等,还可以产生可变频的载频信号、部分调制信号。同时还可产生任意编辑的波形。
在日常的生产实践和科技领域中信号发生器具有着较为广泛应用。在通信中,需要高频发射,其中的射频波指的就是载波,将音频、视频信号或脉冲信号运载发送出去,需要能产生高频的振荡器。在不同的领域中例如工业的高频感应加热、熔炼、淬火,生物医学中的核磁共振成像等都需要功率不同的,频率不同的振荡器。对于计量和校准领域来说高精度的信号发生器也可以作为标准的信号源,把参考源做为标准将需要校准的仪器调校。这证明了,信号发生器的应用领域十分的广泛。
系统结构的简图如下所示,可从中看出波形发生器的大体运作流程。
基于AD9850的信号发生器设计_毕业设计 推荐
基于AD9850的信号发生器设计摘要介绍ADI 公司出品的AD9850 芯片,给出芯片的引脚图和功能。
并以单片机AT89S52 为控制核心设计了一个串行控制方式的正弦信号发生器的可行性方案,给出了单片机AT89S52 与AD9850 连接电路图和调试通过的源程序以供参考。
直接数字合成(DDS)是一种重要的频率合成技术,具有分辨率高、频率变换快等优点,在雷达及通讯等领域有着广泛的应用前景。
系统采用AD9850为频率合成器,以单片机为进程控制和任务调度的核心,设计了一个信号发生器。
实现了输出频率在10Hz~1MHz范围可调,输出信号频率稳定度优于10-3的正弦波、方波和三角波信号。
正弦波信号的电压峰峰值V opp能在0~5V范围内步进调节,步进间隔达0.1v,所有输出信号无明显失真,且带负载能力强。
该电路设计方案正确可行,频率容易控制,操作简单灵活,且具有广阔的应用前景。
关键词:信号发生器;直接数字频率合成;AD9850芯片;AT89S52单片机AbstractOn the basis of direct digital synthesis(DDS)principle, a signal generator was designed , using AT89S52 single chip machine as control device and adopting AD9850 type DDS device .Hardware design parameters were given .The system can output sine wave ,square wave with wide frequency stability and good waveform .The signal generator has stronger market competitiveness , with wide development prospect ,in frequency modulation technology and radio communication technology fields.Key words: signal generator ;direct digital synthsis;AD9850;AT89S52目录第一章绪论 (1)1.1背景 (1)1.2问题的提出 (2)1.3论证方案 (2)1.4总体设计框图 (3)第二章DDS技术产生信号的基本原理 (5)2.1DDS简介 (5)2.2频率预置与调节电路 (5)2.3累加器 (6)2.4控制相位的加法器 (6)2.5控制波形的加法器 (6)2.6波形存储器 (6)2.7D/A转换器 (7)2.8低通滤波器 (7)2.9数字波形合成的理论分析 (8)第三章芯片的简介 (9)3.1AD9850结构与性能 (9)3.2AD9850的控制字与控制时序 (11)3.3 AT89S52结构与性能 (12)3.4 24C02结构与性能 (15)3.5MAX232的结构与性能 (16)3.6RT1602结构与性能 (17)第四章主要硬件的总体设计 (19)4.1AD9850与单片机的接口电路 (19)4.2 LCD与单片机的连接 (20)第五章软件部分设计 (21)第六章用到的数学原理 (24)6.1数学原理 (24)6.2算法比较和选择 (26)6.2.1采样回放法 (26)6.2.2查表法 (27)6.2.3泰勒级数展开法 (27)6.2.4数字正弦振荡器法 (27)6.2.5递推数列法 (28)第七章电路原理图的绘制 (31)7.1一般步骤 (31)7.2原理图的绘制 (31)结束语 (32)致谢.................................................................................. 错误!未定义书签。
基于AD9850的信号发生器的设计_毕业设计论文 精品
摘要本设计使用51单片机对DDS芯片进行控制,利用DDS造波的方法产生需要的正弦信号,用户可以根据需要对芯片设定一个频率值或相位值,通过单片机传输芯片控制字对芯片输出的频率和相位进行调节,达到用户所需要的信号,本设计采用模块化设计的方法,不同的模块为实现不同的功能而设计,总体由单片机控制协调工作。
利用51单片机控制DDS芯片造波,具有如下优越性:1,造价低廉,51单片机应用广泛,价格低廉,比较容易购买,DDS芯片价格较单片机稍高,但与价格成百上千的成品信号发生器相比,本设计经济优势显著,2,电路简单,本设计利用单片机进行数字化控制,外围元件较少。
3,频率控制准确高效,数字化控制的最大优点即控制准确,分辨率高,响应快。
关键词:DDS 51单片机数字控制目录摘要 (i)目录 (ii)绪论 ............................................................................................................................................. - 1 - 第一章工作原理........................................................................................................................ - 2 -1.1 DDS工作原理............................................................................................................... - 2 - 第二章电路设计........................................................................................................................ - 3 -2.1设计思路........................................................................................................................ - 3 -2.2 元件选型....................................................................................................................... - 3 -2.3 系统总体框图............................................................................................................... - 3 - 第三章元器件介绍.................................................................................................................... - 5 -3.1 STC89C52RC单片机 ................................................................................................... - 5 -3.2 AD9850芯片.............................................................................................................. - 6 -3.3 液晶(LCD1602)介绍............................................................................................... - 7 - 第四章调试................................................................................................................................ - 8 -4.1 硬件调试....................................................................................................................... - 8 -4.2 软件调试..................................................................................................................... - 13 -绪论信号发生器使一种能产生所需要信号的一种仪器。
基于STM32+AD9850的实用信号源的设计(一)
基于STM32+AD9850的实用信号源的设计(一)1.引言在通讯.电子测量.电视广播.雷达.遥控遥测.导航等领域都需要在一定频率范围内产生符合质量要求的频率信号.随着电子技术的发展,人们对信号源的频率精确度和频率稳定度以及其他方面的要求越来越高.目前,产生一定频率的信号一般是采用频率合成技术,随着技术的发展,频率合成器应运而生,这是实现频率合成技术的电路系统.而直接数字频率合成技术(Direct Digital FrequencySynthesis.简称DDS)频率转换速度快,频率分辨率精度高,被广泛使用.有王学凤等人使用DDS 芯片的信号源设计;有袁辉使用AD9854 和FPGA 基于DDS 理论设计并实现了多模式多波形雷达信号源;有刘健余等设计的基于DDS 和PLL 的Chirp 超宽带信号源[5]等.DDS 技术在各个领域的应用越来越多,越来越广.本系统设计制作一个能够产生正弦波和方波的信号源.其中要求信号频率在20Hz 到20KHz 的范围内实现程控步进,步长1Hz,幅度则要求在100mV 到3V间实现步长为100mV 的程控步进,而方波的占空比要在2%到98%间可实现步长为2%的程控调整,且要求波形性能良好.综合以上因素,可知本系统的核心是在于波形的产生(包括频率和占空比的程控)以及幅度的程控.2.DDS 芯片AD9850 简介要产生一定频率的信号源,有多种实现方法,如采用像8038 这样的函数信号发生器,或者是利用锁相环的跟踪和滤波作用将频率锁定在所需要的谐波分量或者组合频率分量中.但是这两种方法不是步长难以满足要求就是输出频率范围达不到要求,不适合产生低频信号.因此,本设计采用直接数字频率合成芯片.DDS(直接数字频率合成)是基于相位概念提出的一种直接合成所需波形的频率合成技术,特别适合于生成频率低.频带宽.频率稳定性和准确度较高及波形复杂的场合,可以很方便地生成符合要求的正弦波和方波.本系统使用美国AD 公司推出的高集成度频率合成器AD9850.其组成原理如图1 所示.AD9850 采用CMOS 工艺,供电在3.3V 左右.供电时功耗仅为155mW,采用28 脚SSOP 表面封装形式,具有125M 时钟频率.AD9850 在接上精密时钟源及写入频率相位控制字之后就可产生一个频率和相位都可编程控制的模拟正弦波输出,此正弦波可直接用作频率信号源或者经内部的高速比较器转换为方波输出.3.主要电路设计系统原理总图如图2 所示.3.1 正弦波及方波产生电路正弦波及方波产生的电路图如图3 所示.3.1.1 正弦波产生AD9850 的ROM 中已预先存入正弦函数表,其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值信号,驱动DAC 输出模拟量.工作时,用单片机送入频率码.AD9850 输入采用并行方式,8 位一个字节,分5 次输入,其中32 位是频率码,另8 位中的5 位是相位控制码,2 位是用于选择工作方式,1 位用于电源休眠.改变读取R O M 的数目,即可改变输出频率.AD9850 的频率输出频率的一般表达式为:式中,k 为频率码,是32 位的二进制数.tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
基于ad9850的多波形发生器仿真与设计
2 多波形发生器的设计
2.1 多波形信号的产生原理
直接数字频率合成技术采用全数字化处理方式合成信
号。设频率为f的正弦波信号
,利用Δ(t)时域采样
定理,以作为采样间隔,将模拟信号离散为函数序列S(n)。
则S(n)可表示为:
(1) 当t1 = 0时,得到正弦信号的相位序列:
(2)
由于DDS合成信号过程中并不需要用到全部信息,只需
制直接数字频率合成芯片AD9850产生激励信号,通过低通滤波、电压放
大和功率放大后,经过阻抗匹配输送给超声波换能器。
1 超声波发生器的总体结构 超声波发生器的总体结构如图1所示。由控制模块、滤波及放大模
块、阻抗匹配模块、反馈模块和人机交互模块组成。其中,控制模块由 STM32单片机和DDS芯片AD9850组成,控制模块的作用是,对反馈模块 传送的采样信号进行分析和处理,进行频率跟踪;控制DDS芯片产生 正弦波、方波、三角波这三种信号,并通过输出频率控制字控制输出 信号的频率;与上位机进行通信,使用者可以通过上位机选择超声波 发生器输出的波形、频率和功率,并采集实时输出信号的频率、功率 和振幅等数据,传送给显示模块。滤波及放大模块的作用是将控制模 块输出的信号进行滤波及放大。阻抗匹配模块的作用是使超声波换能
随着现代电力电子技术的发展与进 步,电源技术的迅速发展,各学科间相 互渗透,同时也促进了新兴边缘学科的 不断出现。超声技术作为一门新兴的、 多学科交叉的、应用性极强的边缘科 学,已在中国、美国、德国、日本、加 拿大等国家引起了科研工作者的广泛高 度关注,并在国民经济生产、生活、科 研等各领域扮演着十分重要的角色。目 前小型化、通用化、智能化、高性能的 超声波发生器和简单、实用的数字控制 技术已成为国内外研究的热点。所以设 计采用微处理器控制、模块化电路的数
基于AD9850的多功能信号源设计
基于AD9850的多功能信号源设计摘要:AD9850以芯片为多功能信号源频率合成核心,以单片机(89C52)为控制和数据处理核心,实现了正弦波、方波及AM、FM、ASK、FSK、PSK 等调制波形的产生和输出。
结合键盘和显示部分,实现了任意频率值的选择和显示,构成了一个完整实用的信号发生器。
该信号发生器可在10 Hz~40 MHz范围内实现任意频率的输出,步进值和输出幅值可调。
经过对系统的最终测试与实验数据分析表明,该系统具有稳定性好、精度高、且范围宽等优点。
直接数字合成技术(Direct Digital Synthesizer,DDS)是由一个参考频率源产生多种频率的技术,其采用数字信号控制的相位增量,具有频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可编程、全数字化易于集成等优点。
因此,得到了广泛的应用。
本文提出了以直接频率合成芯片AD9850为核心的多功能信号源的设计方案,给出了实现多种信号生成的具体方法。
1 直接数字频率合成原理及构成AD9850是美国AD公司推出的高集成度频率合成器,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,其由一个加法器和一个N 位相位寄存器组成。
每来一个时钟脉冲,加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据相加,将相加后的结果送至累加寄存器的数据输入端,累加寄存器将加法器在上一个时钟作用后所产生的新相位数据反馈到加法器的输入端,以使加法器在下一个时钟的作用下继续与频率控制数据相加。
这样,相位累加器在参考时钟的作用下进行线性相位累加,当相位累加器累加满量时就会产生一次溢出,完成一个周期性的动作,这个周期就是DDS合成信号的一个频率周期,累加器的溢出频率就是输出的信号频率。
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,每个地址对应正弦波中0°~360°范围的一个相位点。
基于AD9850的信号发生器共19页文档
56、书不仅是生活,而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次,但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许,为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处, 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定,就要勇敢地 走到底 ,决不 回头。 ——左1、不要轻言放弃Fra bibliotek否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
基于AD9850的信号发生器 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1
C8 C9 C10
s1 C11 C12 C13
12 5M
10 6 10 4 10 4
10 6 10 4 10 4
2
R 11
R 1 3 V IN N 10 K
C 14 10 4
6 7 8 9 10
Q OU T Q OU TB IOU TB Z_ OU T1
LE D
C ON 8 R 9
10 0
A 1
Ti t le
/******************* (C) COPYRIGHT 2013 Brian James *****END OF FILE************/
/******************** (C) COPYRIGHT 2013 Brian James ************************** * 文件名 :KeyBord.c * 描述 :AD9850 频率发生,AD9850 控制 * 实验平台:STM32 开发板 * 库版本 :ST3.5.0 * * 库版本 :ST3.5.0 * 作者 :Brian James 湖南大学_2013_08 ******************************************************************************/
delay(0x00ffef);
ad9850_fq_up(1);
delay(0x00ffef); ad9850_fq_up(0); }
//***************************************************//
//
向 ad9850 中写命令与数据(串口)
//
//---------------------------------------------------//
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
{
ad9850_bit_data((w>>i)&0x01);
ad9850_w_clk(1);
delay(0x000fef);
ad9850_w_clk(0); delay(0x000fef); } //写 w1 数据 w=(y>>24); for(i=0;i<8;i++) { ad9850_bit_data((w>>i)&0x01); ad9850_w_clk(1); delay(0x000fef); ad9850_w_clk(0); delay(0x000fef); } //写 w0 数据 w=w0; for(i=0;i<8;i++) { ad9850_bit_data((w>>i)&0x01); ad9850_w_clk(1); delay(0x000fef); ad9850_w_clk(0); delay(0x000fef); } //移入始能 ad9850_fq_up(1); delay(0x000fef); ad9850_fq_up(0); } /******************* (C) COPYRIGHT 2013 Brian James *****END OF FILE************/
/******************** (C) COPYRIGHT 2013 Brian James ***************************
* 文件名 :GPIO_Init.c * 描述 :所有 gpio 的初始化
* 实验平台:波形发生器
* 硬件连接:
* LCD1602: OUT
unsigned char Frequency[8];
unsigned char Stat[1];
unsigned char num; void Delayjsb(__IO u32 nCount) {
for(; nCount != 0; nCount--); }
//简单的延时函数
void delsyss(unsigned char m) {
BJS_GPIO_Config(); Stat[0]=0; ad9850_reset_serial(); LCD_init(); ad9850_wr_serial(0x00,0);
while(1) {
Key_Scan( Frequency, Stat); LED(1); Delayjsb(0x08 FFE F); LED(0); Delayjsb(0x08 FFE F); } }
5 6 W _ CL K7 FQ _U D8 C LK IN 9 10 11 12 Q OU T1B3 Q OU T1 4
D3
D4
D2
D5
D1
D6
D0
D7
D GN D
D GN D
D VD D
D VD D
W_ CLK
R ESE T
FQ _ U D
IOU T
C LK IN
IOU TB
A GN D
A GN D
*
| C => D13 |
*
| D => C7
|
*
| E => C9
|
*
| F => A9
|
*
| G => A11 |
*
| H => A12 |
---------------
* * 库版本 :ST3.5.0 * 作者 :Brian James 湖南大学_2013_08 ******************************************************************************/ #include "stm32f10x.h" #include "AD9850.h" #include "GPIO_Init.h" #include "LCD1602.h" #include "KeyBord.h" #include "led.h"
unsigned char s,k,l; for(s=0;s<m; s++) for(k=0;k<25;k++ )
for(l=0;l<20;l++);
}
int main(void) {
Delayjsb(0x0FFFEF); Delayjsb(0x0FFFEF); Delayjsb(0x0FFFEF); Delayjsb(0x0FFFEF); Delayjsb(0x0FFFEF);
Size
N u mb er
R ev is io n
A
B
D ate: File:
2 8 -M ar-2 0 1 2
Sh eet of
E:\公司资料\D DS 9 8 5 0 \DD S_ 9 8 5 0 生产. dDdrbaw n B y :
2
3
4
/******************** (C) COPYRIGHT 2013 Brian James **************************
------------------
*
| D0~D7 => A0~A7 |
*
| RS => C4
|
*
| EN => C5
|
*
------------------
*
* AD9850: OUT
------------------
| W_CLK => E8 |
| FU_DQ => E9 |
| DATA => E10 |
frequence=frequence*x;
y=frequence;
//写 w4 数据
w=(y>>=0);
for(i=0;i<8;i++)
{
ad9850_bit_data((w>>i)&0x01);
ad9850_w_clk(1);
delay(0x000fef);
ad9850_w_clk(0);
delay(0x000fef);
ad9850_rest(1);
delay(0x00ffef);
ad9850_rest(0);
//w_clk 信号
ad9850_w_clk(0);
delay(0x00ffef);
ad9850_w_clk(1);
delay(0x00ffef);
ad9850_w_clk(0);
//fq_up 信号
ad9850_fq_up(0);
*
* AD9850: OUT
------------------
| W_CLK => E8 |
| FU_DQ => E9 |
| DATA => E10 |
| RESET => E11 |
------------------
*
* 键盘: IN
---------------
*
| A => D10 |
*
|50.h"
void delay(__IO u32 nCount) //简单的延时函数 {
for(; nCount != 0; nCount--); }
//***************************************************//