《电子信息工程技术专业2011级毕业论文模板》.doc

广西交通职业技术学院

交通信息工程系

毕业论文

论文题目低频信号发生器设计

专业：电子信息工程技术

班级：电信2011-1班

姓名：张三

职称：学号：20110405001

职称：

指导教师：XXX助教

二O一三年十二月

摘要

本文介绍一种低频信号发生器的设计,以直接数字频率合成器（DDS）芯片作为信号源，采用AVR单片机（ATmega128）作为控制器，实现对DDS芯片AD9833的控制，使它能够输出信号稳定度优于10-3的正弦波、方波和三角波信号，输出信号频率在1Hz～100KHz范围内可调，具有步进和范围可调的扫频功能。使用带汉字字库的LCD12864作为显示部分，时时显示输出信号的频率和类型，人机界面友好。使用脉冲编码器来调节输出信号的频率，脉冲编码器具有使用简单、调节稳定等优点。AD9833产生的信号通过高速运算放大器LMH6609放大和缓冲输出。本设计方案具有电路简单，输出信号稳定、频率分辨率高、波形标准等优点。

【关键词】信号发生器；直接数字频率合成(DDS)；单片机；AD9833；LCD12864

31-

目录

TOC\o1-3\h\z\u前言 -4-

1系统总体设计 -4-

1.1任务概述 -4-

1.2可行性分析 -4-

1.3系统方案的论证 -5-

1.4系统功能分工 -5-

2DDS工作原理 -6-

3系统硬件电路的设计及调试 -7-

3.1系统总体框图 -7-

3.2各个单元电路的原理及设计 -10-

3.2.1DDS模块电路 -10-

3.2.2输出缓冲放大电路 -14-

3.2.3稳压电源电路 -15-

3.2.4键盘电路 -16-

3.2.5显示电路 -17-

3.2.6脉冲电位器电路 -18-

3.2.7单片机系统电路 -21-

4软件设计 -22-

5系统指标测试 -29-

6结束语 -30-

参考文献 -31-

致谢 -31-

前言

信号发生器是一种常用的信号源，在电子电路、自动控制和科学实验等领域应用非常广泛。它在电子测量仪器中占有重要的地位，是电子测试系统的重要部件。早期的信号发生器机械机构比较复杂，功耗也比较大，通常使用的技术是自由振荡器，工作频率即为输出频率，而且输出的频率范围有限。到了70年代后，微处理器的出现，利用信号处理器，A/D和D/A以及软件使信号发生器能够产生更复杂的波形。直接数字频率合成技术是一种从相位概念出发直接合成所需要的波形，采用了高速数字电路和高速D/A转换技术，具备了频率转换时间短、相对带宽宽、频率分辨率高、输出相位连续和相位可快速程控切换等优点。ADI公司生产的DDS芯片在现代电子领域中得到非常广泛的应用，AD9833是其中一款，该器件采用MSOP封装、低功耗、可编程波形发生器，外围电路简单，可通过SPI接口和控制器相连，对其编程可生成正弦波、三角波、方波，且输出频率和相位都可通过软件控制。AD9833频率寄存器是28位，主频时钟为25MHz时，精度为0.1Hz，主频时钟为lMHz时，精度可以达到0.004Hz,工作电压为3V时最大功耗仅为20mW。本文介绍一款基于DDS芯片AD9833的低频信号发生器。

1系统总体设计

1.1任务概述

设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，根据要求我们设计的信号发生器有以下功能：

（1）信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形；

（2）输出信号频率在100Hz～100kHz范围内可调,输出信号频率稳定度优于10-3；

（3）输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调；

（4）输出信号波形无明显失真；

（5）自制稳压电源。

1.2可行性分析

为了实现上述功能，我们设计本系统需要解决一下几个问题:

（1）操作的人机界面的设计：仪器要实现键盘输入调节和图形显示功能，不仅要操作方便、视觉效果好，而且还要功能达到要求，稳定性良好。

（2）可任意调节信号的频率和幅度：输出信号频率的调节、显示模块和键盘的输入需要强大的数据处理系统，可以选择单片机或者DSP等MCU。

（4）信号源的产生：要求产生正弦波、方波和三角波信号，必须考虑波形信号之间的转换方便、电路的