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1、 学号学号： 1144000011440000 常常 州州 大大 学学毕毕业业设设计计（论论文文）（2015届）届）题题 目目 多功能信号发生器的设计多功能信号发生器的设计 学学 生生 XXX 学学 院院 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 专专 业业 班班 级级 电子电子 115 校内指导教师校内指导教师 何宝祥何宝祥 专业技术职务专业技术职务 教教 授授 二二一五年六月一五年六月多功能信号发生器的设计多功能信号发生器的设计摘要：摘要：信号发生器在通信、教学、测量等领域应用十分广泛，是信号仿真实验中不可缺少的重要工具。本文通过分析现有多功能信号发生器的工作原理，根据提供的参数要求，决定采用
2、DDS技术，以Atmel公司生产的AT89S52单片机为主控机，且以DDS芯片AD9854作为系统信号产生的关键器件，设计出了一种输出频率高、分辨率高、低功耗、能产生多种波形的多功能信号发生器。其中相关软件的设计使用C语言来完成。关键词：信号发生器，DDS技术， AD9854，AT89S52Design of multi-function generatorAbstract：Signal generator is widely used in communication, teaching, measurement and so on. It is an important tool in s
3、ignal simulation experiment.In this paper, through the analysis of the working principle of the existing multi function signal generator, according to the requirements of the parameters provided by, decided to use DDS technology, MCU AT89S52 of ATMEL company produces as the master machine and DDS ch
4、ip AD9854 as signal system to produce the key devices, design a high output frequency, high resolution, low power consumption, produce a variety of waveforms of multifunctional signal generator. The design of the relevant software using C language to complete.Key Word: Signal Generating， DDS, AD9854
5、, AT89S52目目 录录摘 要-IAbstract-1 绪论-11.1 信号发生器的发展和现状-21.2 信号发生器研究背景及其意义-22 信号发生器系统设计-32.1 方案的原理、特点与选择依据- 32.2 系统总体设计-42.2.1 键盘输入方案论证-52.2.2 显示方案论证-53 系统硬件设计-63.1 单片机最小系统-63.1.1 最小系统的构成特点-63.1.2 AT89S52 的晶振及其连接方法-63.2 AT89S52 与 AD9854 的接口-83.3 键盘电路原理-113.3.1 独立式键盘结构的工作原理及接口-113.3.2 矩阵式键盘结构的工作原理-123.4 液晶
6、显示电路-133.5 幅度调节电路-144 系统的软件设计-164.1 软件总体设计-164.2 主程序模块-164.3 信号产生软件的设计-184.4 人机交互模块设计-204.4.1 键盘程序设计-204.4.2 显示程序设计-235 系统仿真和分析-266 系统调试-286.1 硬件调试-286.2 软件调试-287 实验数据和元器件清单-307.1 实验数据及分析-307.2 实际波形与失真度分析-317.3 实物制作-328 总结-34参考文献-35致谢-36附录-37常州大学本科生毕业设计(论文)01 绪论绪论1.1 信号发生器的发展信号发生器的发展在今天，随着新材料技术和集成电路
7、（integrated circuit）制造技术的发展，出现了许多体积小，性能优异的新型信号发生器。而面向控制是信号发生器的最大特点。新型信号发生器的优点很多，如低功耗、体积小巧、计算和转换的速度快，价格低廉等。而信号发生器作为工程技术学科必备的装置，它的快速发展，对于工程技术学科有了很大的推进作用。在以下四个方面体现了信号发生器的发展：（1) CPU 功能增强CPU 在精度和运算速度的有了很大的提升。而为了提高精度和运算速度，信号发生器通常采用 16 位或 32 位的字长的 CPU 到和布尔处理机。例如 HDX801和 DG400 等性能优异的信号发生器。（2）内部资源增多随着制造水平的提高
8、，在相同体积的情况下，能够在内部添加更多的资源。可以使用内部的串并行 I/O 接口来与外部装置通信，使用内置的定时器/计数器来产生中断功能，并且自带掉电保护和系统故障检测功能。而信号发生器的容量也得到了提高，RAM 可达 1KB，ROM 也达到了 32KB，能够进行更大数据量的计算。为了能转换模拟信号和数字信号，通常还内置 A/D 和 D/A 转化器。（3）引脚的多功能化由于芯片内置功能的不断增加，为了使用这些功能，必须增加芯片的引脚数量。例如：当信号发生器寻址为 1MB 大小时，必须使用 8 条数据线和 20 条地址线才能完成2。但是芯片的引脚太多会使得制造成本和制造难度大大提高，也增大了芯
9、片的体积，不利于单片机使用的灵活性。为了在不影响芯片功能的前提下，可以采用一脚多用的方案来减少引脚的数量。（4）低电压和低功耗常州大学本科生毕业设计(论文)1在实际应用中，为了节约能源，或者条件所限，信号发生器必须能够在较低的电压环境下工作。同时满足低功耗的设计要求。为了达到这个目的，通常使用互补金属氧化物工艺。1.2 信号发生器研究背景及其意义信号发生器研究背景及其意义信号发生器的技术发展到今天,其中的关键技术仍然被国外的几家大公司所掌握,如日本的 Tektronix、Agilent 、横河等。美国的 FLUKE 公司生产的FLUKE-25 函数信号发生器性能强大，所产生的正弦波和三角波失真度小，最高可达 5MHZ 的频率，幅值也能达到 10Vpp3。国内信号发生器的起步比较晚，但随着技术的积累和进步，已经能够逐渐达到国际平均水平。如中国电子科技集团公司的 AV1445 通信矢量信号发生器、固纬电子公司的 SFG-2110 数字合成函数信号发生器。信号发生器在科学研究和生产生活领域有着非常广泛的应用，例如在广播、通信、电视系统中，都需要射频发射。通过载波，把低频的音频或脉冲信号发射出去，就需要高频的振荡
