基于AD9834的波形发生器的设计

苏州大学本科生毕业设计（论文）-i-基于AD9834的波形发生器的设计目录前言.............................................................2第1章绪论......................................................3第1.1节研究的背景和意义........................................3第1.2节波形发生器的发展状况....................................3第2章系统方案设计..............................................5第2.1节单片机主控模块..........................................5第2.2节液晶模块................................................9第2.3节DDS模块...............................................11第3章硬件电路的设计...........................................14第3.1节单片机主控电路及液晶显示电路...........................14第3.2节AD9834电路设计........................................14第3.3节按键电路...............................................15第3.4节增益可控电路...........................................15第4章系统软件设计.............................................17第4.1节Keil软件的介绍........................................17第4.2节系统软件的整体设计.....................................17第4.3节程序设计原理...........................................18第4.4节信号产生的程序.........................................19第5章系统调试.................................................20第5.1节硬件调试...............................................20第5.2节软件调试...............................................20第5.3节调试结果...............................................20结论............................................................24参考文献........................................................25致谢............................................................26附录............................................................27附录1：实物照片说明............................................27附录2：系统原理图..............................................27附录3：部分源程序..............................................28苏州大学本科生毕业设计（论文）第1页基于AD9834的波形发生器的设计【摘要】：本设计核心问题是设计信号发生器，使之输出不同频率的正弦波、三角波和方波，并通过按键切换输出的波形，也可以改变频率和输出的幅度。本方案选择了AD9834作为核心芯片，并与单片机STC89C52结合，设计一款简易的高精度频率信号发生器，具有体积小功耗低等优点。AD9834是ADI公司生产的一款采用DDS技术、低功耗、可编程波形发生器。本文介绍了用AD9834设计信号发生器的基本框架，详细阐述了该芯片的基本性能和使用方法，分析了它与单片机结合产生波形的具体措施。并且对DDS这一技术做了比较详细的分析，也展望它的发展前景。此外，本文还介绍了单片机STC89C52，它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器，并且也详细地阐述了单片机的内部结构、各个引脚的说明以及此芯片的特点。【关键词】：STC89C52；AD9834；DDS[Abstract]:Thisdesignisacoreproblemdesignsignalgenerator,theoutputofdifferentfrequencysinewave,triangularwaveandsquarewave,andthroughthekeyswitchoutputwaveform,alsocanchangethefrequencyandamplitudeoftheoutput.ThisschemeselectionAD9834asthecorechip,andsinglechipmicrocomputerandSTC89C52combination,designonesimplehighprecisionfrequencysignalgenerator,hassmallpowerconsumptionadvantages.AD9834ADIcompanyistheproductionofoneusingDDStechnology,lowpowerconsumption,programmablewaveformgenerator.ThispaperintroducesthedesignofsignalgeneratorwithAD9834thebasicframework,elaboratedonthechipofthebasicperformanceandusage,itanalysesthesinglechipmicrocomputerandcombinedwiththeconcretemeasuresofproducewaveform.AndtheDDSthistechnologymadecomparativelydetailedanalysis,andprospectsthedevelopmentprospect.Inaddition,thispaperalsointroducestheSTC89C52MCU,itisakindoflowpowerconsumption,highperformanceCMOS8amicrocontroller,azone8kbytesscintillationprogrammablereadonlymemorycanbeerased.Andalsoindetailtheinternalstructureofthesinglechipmicrocomputer,eachpinandthedescriptionofthecharacteristicsofthechip.[Keywords]:STC89C52；AD9834；DDS苏州大学本科生毕业设计（论文）第2页前言单片机是一种集成在电路芯片，它是采用超大规模集成电路技术，把具有数据处理能力的中央处理器CPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM、多种I/O接口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括驱动显示电路、模拟多路转换器、脉宽调制电路、A/D转换等电路）集成到一块硅片上，从而构成一个小而完善的计算机系统。波形发生器是一种数据信号发生器，在调试硬件时常常需要加入一些信号，以观察电路工作是否正常。而一般的信号发生器，不但笨重，而且只发生一些简单的波形，不能满足需要。例如用户要调试串口通信程序时，必须先在计算机上写好一段程序，之后再用数据线连接计算机和实验板，如果不能正常使用，不知道是数据线还是程序出现问题。用E2000/L的波形发生器功能，可以定义串口数据。通过逻辑探勾输出，调试起来简单快捷。直接数字频率合成（DDS）技术是继1971年问世以来[1]，由于它低成本、低功耗、高分辨率、频率切换时间短、相位连续、结构简单、体积小等诸多优点，在电信和电子仪器领域得到了越来越广泛的应用。AD9834是ADI公司生产的一款采用DDS技术、低功耗、可编程波形发生器，器件采用MSOP封装，非常小巧，外围电路简单，通过SPI接口和单片机相连，编程可生成方波、三角波、正弦波，输出频率和相位都可通过软件编程，易于调节。本设计主要是基于AD9834的一款简易信号发生器[2]，由STC89C52单片机通过3个SPI接口控制DDS芯片AD9834产生各种频率的正弦波、三角波、方波，经放大整形电路后输出，并通过独立的按键切换输出的波形，也可改变频率和输出幅度。该系统以简易为出发点，用熟悉的单片机STC89C52作为主控芯片,选用低功耗芯片AD9834为信号产生芯片。且使用DDS器件，具有体积很小，电路简单的优点，整个系统可以做得很小，甚至可以作为手持设备使用，这就正好满足了当前技术的需要。这也是这次设计的两个创新点。苏州大学本科生毕业设计（论文）第3页第1章绪论第1.1节研究的背景和意义波形发生器亦称函数发生器，作为实验时使用的信号源，是当代各种电子电路实验设计应用中必不或缺的仪器设备之一。目前，市场上常见的波形发生器大多数是纯硬件的搭接而成，且波形的种类有限的，多为方波、正弦波、锯齿波、三角波等波形。信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的信号发生器可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生方波、正弦波和三角波的电路便是可取的路经之一，不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差，难以控制，可调节的范围小，电路过于复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，地震模拟机械振动，生物医学等领域常常需要用低频信号源。但是由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大，电阻大，电容大在制作上有困难，参数的精度也难以保证；体积大、漏电和损耗大更是致命的弱点。一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加。现代电子领域中，单片机的应用正在不断地走向深入，这必将导致传统控制于检测技术的日益更新。单片机构成的仪器具有高可靠性、高性价比，在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛的应用，并走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响和汽车，处处可见其应用。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。一块单片机芯片就是一台计算机，由于单片机这种特殊的结构形式，在某些应用领域中，它承担了大中型计算机和通用微型计算机无法完成的一些工作，使其具有很多显著的优点和特点，因此在各个领域中都得到了迅猛的发展。第1.2节波形发生器的发展状况波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号的，并可以保证高稳定性、高精度、易操作性和可重复性的电子仪器。波形发生器具有频率稳定性和连续的相位变换等优点，它不仅可以模拟各种复杂的信号，还可对波形、频率、相移、幅值进行动态、及时的控制，它还可以与其它仪器通讯组成自动测试系统，因此它被广泛用在震动激励、自动控制系统、通讯和仪器仪表等领域。在70年代以前，信号发生器主要有两类：脉冲波和正弦波，而波形发生器介于两类之间，能够提供正弦波、方波、三角波等几种常用