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基于单片机的高性能信号发生器设计

更新时间：2020-02-09 20:01:18 大小：6M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：单片机信号发生器 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着现代电子技术的迅速发展,电子测量技术不断改进,信号发生器作为电子测量技术的关键设备也在不断更新,信号发生器的频率精度和频率稳定度成为关注的焦点,国产信号发生器存在的频率精度不高、频率稳定度较差等问题已经成为制约信号发生器生产技术发展的瓶颈。本文从提高信号发生器的频率精度与稳定度的角度出发,对利用单片机进行频率控制、利用DDS(Direct Digital Frequency Synthesizer)芯片进行信号幅度数字化存储转换的方案与实现进行研究与探讨,主要完成以下的研究工作:

本文首先研究了现有的国产中低档的信号发生器存在着精度不高、稳定度较差等问题,在此的基础上,提出了基于单片机的高性能数字信号发生器的总体设计方案,采用AT89S51单片机、频率合成芯片AD9851与DDS波形发生技术相结合的方式实现对频率的控制,研制一台频率范围从1Hz到20MHz、步进为1Hz、具有高精度和高稳定度的数字合成信号发生器。

本文重点研究了高性能信号发生器的硬件系统的设计过程,通过对DDS芯片的结构与性能进行研究,围绕充分发挥DDS芯片高精度和高稳定度的特点进行电路设计,对单片机频率控制电路、键盘输入与显示电路、D/A转换电路、输出调理电路、低通滤波器、正弦波输出电路、方波的输出电路等硬件电路进行周密设计；然后再从软件总体流程图入手,对软件系统的设计进行规划,将整个的软件系统分为程序初始化模块、键盘显示模块、频率控制字计算模块、频率控制字传输模块等进行逐一研究,重点对频率控制字的计算方法进行了改进,使频率输出控制更加精确。

本文还对数字信号发生器的硬件系统的组装与调试进行了研究,分别阐述了组装与调试的过程,对组装与调试过程中出现的故障现象进行了剖析和解决；在完成硬件系统的基础上再进行软件的逐级调试,得到了精确的测试数据,通过最终的测试数据验证了数字信号发生器具有高精度和高稳定度的优良性能,证明本方案具有很强的先进性和实用性。

最后,本文对整个设计与验证过程进行总结与展望,提出了进一步提高信号发生器精度与稳定性的设想,对如何提高输出频率的范围也提出了思路,对如何进一步提高数字信号发生器的性能和未来研究工作进行了展望。