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摘 要

在信号发生器的设计中，过去一般采用通用数字电路原件或者分立原件的方法，不仅设计周期长,花费大,而且可移植性差。 直接数字频率合成(简称DDS)是一种利用数字处理模块产生频率和相位均可调的输出信号的技术。其电路具有结构紧凑、体积小、可靠性高、测频范围宽、精度高等优点。

本设计用单片机作为系统的控制部件，使用单片机AT89C51，利用程序设计的方法产生正弦波、三角波、矩形波等波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最后用示波器显示波形，能产生0Hz—535Hz的波形。通过按键来控制三种波形的频率和类型，然后通过液晶屏1602显示其各自的类型以及频率数值。

关键词：单片机；直接数字频率合成；DAC0832；正弦波

ABSTRACT

In the design of the signal generator, traditional discrete components or general digital circuit element design of electronic circuits design method for a long period of time, cost, poor portability. Direct digital frequency synthesis (DDS) is a use of digital processing module generates the output signal of the frequency and phase can be adjusted. The circuit has the advantages of compact structure, small volume, high reliability, wide frequency range, high precision.

This topic uses single chip computer as the main control unit, using AT89C51 microcontroller programming method was used to produce sine wave, triangle wave, rectangular wave three waveform, through D / A converter DAC0832 will digital signals into analog signals, amplifying and filtering, ultimately by the oscilloscope displays, can produce 0Hz - 535Hz waveform. Through the key to control three types of waveform selection and frequency change, and through the 1602 LCD screen display their respective types and values.

Keywords: MUC;DDS;DAC0832;SINE WAVE

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪言 5

1.1课题背景 5

1.2 课题研究的目的和意义 5

1.3 国内外的研究状况 6

1.3.1 波形发生器的发展状况 6

第二章 DDS技术的基本原理 8

2.1 DDS结构 8

2.1.1 频率预置与调节电路 8

2.1.2相位累加器 8

2.2.3 相位调制器 9

2.2.4 波形存储器 9

2.2.5 D/A转换器 9

2.2.6 低通滤波器 10

2.2 DDS数学原理 10

第三章 总体设计方案 13

3．1系统设计原理 13

3．1.2总体设计框图 13

3.1.3 系统的硬件设计 14

3.2 DDS芯片选择及引脚图 14

3.3 单片机（AT89S51）控制电路 15

3.3.1 时钟电路 15

3.3.2 复位电路 16

3.3.3 单片机控制电路图 16

3.3.4 单片机与DAC0832的接口 17

3.4 液晶显示模块 18

3.4.1 LCD1602的主要性能 18

3.4.2 LCD与单片机的连接 19

3.5放大电路 19

4 .1信号发生器的软件设计 20

4.1 .1 程序流程图 20

4.2信号产生电路 21

4.3 4*4键盘输入电路 22

4.4液晶显示电路 22

第五章 系统仿真和调试 24

第六章 结束语 26

致谢 27

参考文献 28

附录一 29

1. protues仿真图 29

2. 电路图 30

附录二 31

源程序 31

第一章 绪言

1.1课题背景

随着现代科学的发展，电子技术也得到了很大的发展，人们对信号发生器的需求也随着增加了。但是以前的信号发生器功能很少，只能完成一些简单的功能，这越来越不能满足当代人们的需求。后来，微处理器开始出现，信号发生器也得到了进步，能够自我处理一些简单的功能，变得越来越智能也越来越自动化。也与此同时，随着科技的进步，信号发生器的设计总体也是向着低消耗、高频率、智能化、自动化多功能的方向进行发展。

本篇DDS信号发生器的设计是基于单片机控制，通过编程方式来产生三角波，正弦波，方波。根据课题的要求，将各波形的幅度和频率通过程序的编写方式来存入单片机的存储器中，在接收到外界的命令的时候，根据要求输出波形，再经过DAC0832的D/A转换、低通滤波以及运算放大后，在信号发生器的输出端输出我们需要的波形。

在当代，人们对智能化的设备需求越来越大，各种电子仪器也一样，这就要求我们在设计发生器的时候能够使仪器更加集成化和智能化。过去传统的信号源只能生成三种波形，即正弦波，方波和三角波。然而，在某种特定场合时，这种传统的数字发生器和信号源很难完成任务，比如我们需要对某种特定的波形进行检测，而我们利用单片机的强大功能，能够手动的设置波形的设定来形成需要的波形，从而完成任务。

1.2 课题研究的目的和意义

1971年，美国学士J.Tierney等人发表了一篇名为"A Digital Frequency Synthesizer"的文章，文章中提出了一种新型的频率合成技术，该技术是有数字技术，从相位出发直接合成波形，理论新颖，观念也比较超前。然而当时技术水平落后，人们并不能理解，它也没有受到人们的重视。随着电子科学的发展，在最近的十年中，DDS技术得到了长足的发展，它以优越的性能和特点领先于其他频率合成技术，从而一跃成为当前世界频率合成技术中的佼佼者。

当前电子技术领域当中最基本的电子仪器就是正弦信号发生器，在电子测量，电子对抗和航空航天。通信系统等各种不同的领域中都得到了广泛的应用。与此同时，随着当代电子信息技术的高速发展，在对其转换速度、频率稳定性，具有调相、调幅、调频等各种功能上也有了越来越高的要求。

1.3 国内外的研究状况

1.3.1 波形发生器的发展状况

函数波形发生器，也被称作测试信号源，是现在的各种电子电路实验设计方案的必要设备之一。目前，市场上常见的，大多是纯硬件搭建形成并且只有有限类型的波形，大多是三角波，正弦波，方波和锯齿波。完全可以由硬件搭建形成的传统的信号发生器是我们经常使用的电子设备，它并不需要利用单片机就可以生成正弦波，方波和三角波。但是这样的电路经常会具有各种缺点，比如电路结构复杂、质量差、难控制、可以调节的范围小等等。

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