必威体育精装版基于单片机正弦波信号发生器.doc

目录 ………………………………………………………………………………1 一、设计要求…………………………………………………………………… 二、设计方案与论证…………………………………………………………… 三、设计原理及电路图（设计原理及流程图）……………………………… 四、元器件清单………………………………………………………………… 五、元器件识别与检测………………………………………………………… 六、硬件制作与调试（软件编程与调试 …………………………………… 七、设计心得 ………………………………………………………………… 八、参考文献 ………………………………………………………………… 设计要求 本文介绍一种由直接数字频率合成芯片AD9835设计的正弦信号发生器，该芯片支持高达50MHZ的时钟频率，可以产生最高达25MHZ 的正弦波形。通过单片机控制完全可以满足设计所要求的正弦波信号的生成。本次设计的基于单片机的信号发生器设计就是一个单片机控制系统，对信号发生芯片进行的控制。通过单片机对信号发生芯片经行精密控制，实现对波形的频率和幅度的控制。这些控制可以通过键盘设定，这就要求对选择的信号发生芯片，选用的单片机有初步的了解，并对整个系统的结构有个合理的分配。 设计方案与论证 优点：简化了产生正弦波的硬件和软件，电路结构简单。 缺点：编程复杂，波形失真较大，不能达到要求输出的高频信号。 方案二：利用单片机控制直接数字频率合成芯片DDS产生的正弦波，通过单片机，键盘LED数码显示管显示实现波形的数字控制。 优点：控制简单，波形效果好，频率带宽。 缺点：硬件电路复杂。 为了满足设计要求，取得较好的效果，显然方案二更为合理。 设计原理及电路图 DDS的基本原理是:在高速存储器中放入正弦函数——相位数据表格，经过查表操作将读出的数据送到高速DAC产生正弦波。可编程DDS系统原理如图所示： 图1 DDS的基本原理图 图2 总体设计原理图 3.2 AD9835芯片主要技术指标如下： 频率范围： 0.1HZ-10MHZ 频率分辨率：0.1HZ 频率稳定度：1*10ˉ7 输出幅度：0-±10v可调 AD9835的相位累加器为32位，取其高十二位为读取余弦波形存储器的地址。每一次，时钟使相位累加器的输出也即余弦ROM寻址地址递增频率设定数据K,对应的波形相位变化为△P=2^n *K/232 因此，改变相位累加器设定值K，就可以改变相位值△ P，从而改变合成信号频率f。计算公式：f=K*fmc/232。式中fmc=50MHZ，用高稳定度晶体振荡器获得。1K231。最低频率为fmin= fmc/232,根据采样定律，重建信号频率最高可达fmc/2，饭通常取最高频率为fmax= fmc/3。AD9835封装图如下： 图3 3.3信号发生电路 图4 3.4 显示电路 显示电路选用LED数码管作为显示器件，且采用动态显示方式。 图5 LED显示电路 元器件清单 元件序号 型号 主要参数 数量 备注 1／8W碳膜电阻 1 R2 1／8W碳膜电阻 1 C1、C2 电容器 100uF 2 C3、C4 电容器 0.1 uF 2 C5、C6 电容器 0.01uF 2 AD9835 芯片 1 CRYSTAL 晶振 25MHZ 1 AT89LS51 芯片 1 元器件识别与检测 电阻器 普通电阻一般用四色环来表示电阻器的阻值和误差，靠近电阻器端头的为第一条色环，其余依次为第二、第三、第四条色环。第一条色环表示第一位数，第二条色环表示第二条数。先熟记第一、二环每种颜色所代表的数。可这样记忆： 棕=1 ，红=2， 橙=3， 黄=4， 绿=5， 蓝=6， 紫=7， 灰=8， 白=9， 黑=0。第三条色环表示倍乘，即表式有效数字后应加0的个数。 棕=1 ，红=2， 橙=3， 黄=4， 绿=5， 蓝=6， 紫=7， 灰=8， 白=9， 黑=0，金表示有效数字后乘以0.1，银表示有效数字后乘以0.01。第四条色环表示误差范围。金:5%、银：10%、无色：20% 精密电阻器一般用五条色环表示，器前三色环表示有效数字，第四色环表示倍乘，最后一色环表示误差，表示误差的色环除金、银、无色之外还有棕（1%）、红（2%）、绿（0.5）、蓝（0.25%)、紫（0.1%）。 对于电阻值的大小可以通过电压表的欧姆当进行测量。 由上便可分辨并检测我们常见的色环电阻。 电容器 在各种电子设备中，调谐、耦合、滤波、去耦、隔断直流电、旁路交流电等，都需要用到电容器。 电容容量的基本单位是“法拉”（ F ）,1法拉的 1/1000000 （百万分之一）是1微法（ μ