基于單片機的高性能信號發(fā)生器設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展,電子測量技術(shù)不斷改進,信號發(fā)生器作為電子測量技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備也在不斷更新,信號發(fā)生器的頻率精度和頻率穩(wěn)定度成為關(guān)注的焦點,國產(chǎn)信號發(fā)生器存在的頻率精度不高、頻率穩(wěn)定度較差等問題已經(jīng)成為制約信號發(fā)生器生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的瓶頸。本文從提高信號發(fā)生器的頻率精度與穩(wěn)定度的角度出發(fā),對利用單片機進行頻率控制、利用DDS(Direct Digital Frequency Synthesizer)芯片進行信號幅度數(shù)字化存儲轉(zhuǎn)換的方

2、案與實現(xiàn)進行研究與探討,主要完成以下的研究工作:
　　 本文首先研究了現(xiàn)有的國產(chǎn)中低檔的信號發(fā)生器存在著精度不高、穩(wěn)定度較差等問題,在此的基礎(chǔ)上,提出了基于單片機的高性能數(shù)字信號發(fā)生器的總體設(shè)計方案,采用AT89S51單片機、頻率合成芯片AD9851與DDS波形發(fā)生技術(shù)相結(jié)合的方式實現(xiàn)對頻率的控制,研制一臺頻率范圍從1Hz到20MHz、步進為1Hz、具有高精度和高穩(wěn)定度的數(shù)字合成信號發(fā)生器。
　　 本文重點研究了高性能信

3、號發(fā)生器的硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程,通過對DDS芯片的結(jié)構(gòu)與性能進行研究,圍繞充分發(fā)揮DDS芯片高精度和高穩(wěn)定度的特點進行電路設(shè)計,對單片機頻率控制電路、鍵盤輸入與顯示電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出調(diào)理電路、低通濾波器、正弦波輸出電路、方波的輸出電路等硬件電路進行周密設(shè)計；然后再從軟件總體流程圖入手,對軟件系統(tǒng)的設(shè)計進行規(guī)劃,將整個的軟件系統(tǒng)分為程序初始化模塊、鍵盤顯示模塊、頻率控制字計算模塊、頻率控制字傳輸模塊等進行逐一研究,重點對頻率控制字的

4、計算方法進行了改進,使頻率輸出控制更加精確。
　　 本文還對數(shù)字信號發(fā)生器的硬件系統(tǒng)的組裝與調(diào)試進行了研究,分別闡述了組裝與調(diào)試的過程,對組裝與調(diào)試過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進行了剖析和解決；在完成硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再進行軟件的逐級調(diào)試,得到了精確的測試數(shù)據(jù),通過最終的測試數(shù)據(jù)驗證了數(shù)字信號發(fā)生器具有高精度和高穩(wěn)定度的優(yōu)良性能,證明本方案具有很強的先進性和實用性。
　　 最后,本文對整個設(shè)計與驗證過程進行總結(jié)與展望,提出了進一步