低频正弦信号发生器

任务书一、毕业设计（论文）题目：低频正弦信号发生器二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：年月日起至年月日止三、毕业设计（论文）进行地点： 11栋506四、任务书的内容：目的：任务：低频正弦信号发生器工作日程安排：设计（论文）要求：1、基本要求（1）实现1Hz-1KHz变化的正弦信号。

（2）通过面板键盘控制输出频率，频率最小步进1Hz。

（3）输出双极性。

（4）用LED数码管实时显示波形的相关参数。

2、发挥部分（1）不改变硬件设计，将上限频率扩展到10KHz。

（2）不改变硬件设计，扩展实现三角波和方波信号。

（3）可通过ＰＣ机上的“虚拟键盘”，实现频率等参数的控制。

（4）实现对幅度的控制。

主要参考文献：１、周雪模拟电子技术（修订版）西安电子科技大学出版２、杨志中数字电子技术（第二版）高等教育出版社３、张澄高频电子电路人民邮电出版社４、张志良单片机原理与控制技术（第二版）机械工业出版社５、张大明单片微机控制应用技术西安电子科技大学出版社学生开始执行任务书日期 200 年月日指导教师签名：年月日学生送交毕业设计（论文）日期： 200 年月日教研室主任签名：年月日学生签名：年月日目录1方案论证.................................................. 错误！未定义书签。

1.1信号发生.......................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1.1方案一.......................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1.2方案二.......................................................................................... 错误！未定义书签。

1.2模拟频率调制.................................................................................. 错误！未定义书签。

1.2.1方案一.......................................................................................... 错误！未定义书签。

1.2.2方案二.......................................................................................... 错误！未定义书签。

2系统模块硬件电路分析. (4)2.1 CPU控制模块 (4)2.1.1 CPU选择 (4)2.1.2简单的小系统控制板介绍 (5)2.2 16*2字符型带背光液晶显示模块 (8)2.3 驱动电路的模块............................................................................. 错误！未定义书签。

2.3.1行驱动管74HC4953..................................................................... 错误！未定义书签。

2.3.2译码器.......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.3.3列驱动.......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.3.4总线驱动器.................................................................................. 错误！未定义书签。

3本系统LED显示屏信号的了解................................ 错误！未定义书签。

3.1 CLK时钟信号.................................................................................. 错误！未定义书签。

3.2 STB锁存信号.................................................................................. 错误！未定义书签。

3.3 EN使能信号.................................................................................... 错误！未定义书签。

3.4数据信号.......................................................................................... 错误！未定义书签。

3.5 ABCD行信号.................................................................................... 错误！未定义书签。

4电路与程序设计............................................ 错误！未定义书签。

4.1硬件电路的设计.............................................................................. 错误！未定义书签。

4.1.1系统总体框图（图7）............................................................... 错误！未定义书签。

4.2程序设计思路框图（图8）........................................................... 错误！未定义书签。

5调试过程 (13)6 设计总结 (14)附件1 电路图 (15)附件1.1主控板:AT89S52单片机原理图（图9） (15)附件1.2主控板:AT89S52单片机PCB图（图10） (15)附件1.3点阵显示屏原理图................................................................. 错误！未定义书签。

附件1.4 4x4键盘原理图(图12) (15)附件1.5 4x4键盘PCB图（图13） (17)附件2 源程序............................................... 错误！未定义书签。

附件2.1主程序.......................................... 错误！未定义书签。

附件2.2点阵显示程序.................................... 错误！未定义书签。

附件2.3按钮扫描程序.................................... 错误！未定义书签。

一、方案论证1、信号产生方案一：使用传统的锁相频率合成的方法。

要求产生1KHz到10MHz的信号，用锁相环直接产生这么宽的范围很困难，所以先产生50.001M到60M的可调信号，然后把此信号与一个50M的本振混频，得到需要的频率。

此方法产生的频率稳定度高，但波形频谱做纯很困难，幅度也不恒定，实现也麻烦。

方案二：采用专用DDS芯片产生正弦波。

优点：软件设计，控制方便，电路易实现，容易直接达到题目要求的频率范围和步进值,且稳定性和上法一样，频谱纯净，幅度恒定，失真小。

综上所述，选择方案二用专用DDS芯片AD9850产生正弦波。

AD9850是采用DDS技术、高度集成化的器件，当它在并行工作方式时，有8根数据线、3根控制线与单片机相连。

AD9850的频率控制字为：其中FTW为频率控制字，为要输出的正弦的频率，为系统时钟的频率，由晶振产生。

2、模拟频率调制方案一：使用内调制（软件调制），通过单片机中断，对外来模拟调制信号进行采样，采样速率为40MHz，然后对采样值进行转换，把电压转换成对应的频偏，然后转换成相应的频率控制字送DDS，以实现对1Hz正弦信号的调频，这样可以满足最大频偏的精度要求。

方案二：使用外调制，通过锁相环控制DDS总时钟，在锁相环电路中进行频率调制，来改变DDS输出信号频率，间接实现调频，这样实现简单，频域内频谱连续，但是很难做到精确的10KHz和5KHz的最大频偏。

综合以上方案，选择方案一，实际中要求调制信号是固定不变的1KHz 正弦信号，所以，我们直接把正弦信号存储在单片机中，并且换算好频率控制字。

2系统模块硬件电路分析2.1 CPU控制模块2.1.1 CPU选择用微型计算机渗透到测试领域并得到充分发挥，是现代测试技术发展的必然趋势，也是目前作为智能仪表的设计的一般方法，目前市场上的单片机从数据总线宽度上来分主要有8位机、16位机、32位机，其中的32位单片机近年来在信号分析与处理、语音处理、数字图象处理等数字信号处理运用领域得到广泛的运用，但在工业测控现场，占主导地位的还是8位机和16位机，对本课题涉及的高精度多路温度的测量，运用单片机的主要目的是构成一个具有一定判断、运算能力以及具有存储、显示、通信等功能的智能测量仪表，它所处理的信息量和复杂程度由于是温度因而用8位机已经足够了。

目前，生产单片机的厂商有很多，尤其是近年来微电子技术、计算机技术的飞速发展，比较著名的有Intel、Philips、Microchip、Motorola、Zilog、Atmel等半导体企业。

在上述著名的半导体企业产品中，尤其在工业测控场合，运用较多的为Intel公司的MCS-51系列，Microchip公司的PIC系列，近年来，随着Intel公司对8031内核的公开以及各半导体企业在关键技术上的相互渗透，不仅Intel公司，而且Philips公司、Atmel公司等企业目前都生产MCS-51系列的CPU。