基于单片机的低频信号发生器的设计

1、答辩内容v研究意义v低频信号发生器的几种实现方法比较v低频信号发生器的实现v硬件设计v软件设计v最终结果及结论研究意义 低频信号发生器的几种实现方法比较传统的模拟信号源：v组成：运放和阻容元件。v优点：电路简单、成本低、输出频率和相位连续可调。v缺点：波形精度低、稳定性差、谐波成分较大且不易与微机接口。低频信号发生器的几种实现方法比较数字振荡器：v组成：计数器、只读存储器、D/A转换器和滤波器四部分。v缺点：速度不够快，实时性不够强，可扩展性差，波形精度不够高且用较多硬件等。低频信号发生器的几种实现方法比较基于单片机的低频信号发生器：v组成：处理芯片、 D/A转换器等。v优点：可程控频率，调节

2、精度高，实时性强，可扩展性及稳定性好，与计算机接口方便。 因此本次采用单片机设计信号发生器。v设计思路原理：v主要运用DDS的原理，采用FCW控制频率实现。低频信号发生器的实现低频信号发生器的实现vDDS的思路：v将一个周期内的波形进行离散化，建立一个正弦查询数据表。低频信号发生器的实现 相位累加器由一个N比特加法器和一个N比特相位寄存器构成，将相位累加器的高P位输出作为ROM的寻址值。低频信号发生器的实现硬件设计总体框图：硬件设计v低频信号发生器系统主要由AVR Mega16、D/A转换电路、按键和显示电路、电源等电路组成。其工作原理为当按下第一个按键就会分别出现正弦波、锯齿波、三角波、方波

3、。频率由按键经用户自主设定。软件设计v软件的质量对仪器的功能、性能指标及操作有很大的影响。根据各部分功能要求，整个系统的软件程序由按键程序，显示控制程序和数据处理程序组成。软件设计按键 选择位(个位十位百位千位)及相应位的大小 波形输出控制显示 LCD1602直观的显示用户所选择的频率大小的操作波形 正弦波、锯齿波、三角波、方波对应程序最终结果结论v本系统设计完成后，经测试各项指标均达到设计要求。虽测量所得的数据存在误差，从测量结果可看出，采用DDS技术实现的信号发生器各项指标是比较高的。通过对本课题的研究，可以得出以下的结论：v1. DDS技术具有许多传统频率合成技术无法比拟的优点，不仅输出

4、频率分辨率高，转换迅速，而且非常易于实现数字程控。因此，在今后的频率合成领域，DDS技术将得到更加快速的发展和越来越广泛的应用。v2.本次设计的DDS信号发生器主要利用AVR单片机ATmega16将用户输入的频率数据转换成相应的频率控制字，最终得到所需的频率信号。它可以输出正弦、锯齿波、三角波和方波等信号，达到了各种技术指标的要求，提高了输出信号的保真度，稳定性和精确度。v制作函数信号发生器随设计思想不同,具有多种方法,本文只是一种可能实现的方法。此法的频率控制分辨率高，且硬件集成度高,整机自动化程度高,性能优良,具有很高的实用价值。参考文献v1 迟忠君 徐云.常飞频率合成技术发展概述.万方数

5、据库.100084v2 刘庆雄 . 低频信号发生器. 北京：水利电力出版社，1997v2 李晓锋. AVR单片机原理与应用. 北京：北京理工大学出版社，2010v4 林志琦 蒋惠萍.信号发生电路原理与实用设计. 北京：人民邮电出版社，2010v5 胡力.基于DDS的扫频信号源设计与实现.江苏：南京理工大学，2006.1-64v6 李树刚. 基于DDS的跳频频率合成器研究与实现.黑龙江：哈尔滨工程大学，2007.1-60v7 约翰逊 Johnson 颜绍书 李远文. 滤波器理论导论. 北京：人民邮电出版社，1981v8 胡汉才. 单片机原理及系统设计M . 北京: 清华大学出版社, 2002: 200-260.v9 郑戍华.基于DDS的信号源研制.(学位论文).北京理工大学,2002 v10 田茹基于DDS技